500kV母差保護誤動的原因分析及改進措施

李鵬達

【摘 要】隨著智能變電站技術水平的提高，變電站所具有的綜合性、自動化特點逐漸增強。母差保護是保證變電站安全運行關鍵所在，文章主要對500kV母差保護誤動原因進行分析，并提出相應的改進措施。

【關鍵詞】母差保護；母差誤動；誤動原因；改進措施

對于雙母線運行方式的500kV變電站，根據電網運行方式的實際需求，調度會經常要求運行人員倒閘操作，將各線路間隔在雙母線上進行切換。母線差動保護裝置BP-2B利用隔離刀閘輔助接點對母線實時的運行方式進行判別。變電站內運行方式變化時，對于BP-2B的大差計算沒有影響，但直接影響到BP-2B的小差計算。如果隔離開關的實際位置與其輔助接點的狀態不對應，將會導致母差保護小差計算錯誤，對母差保護裝置的正常判斷造成重大影響。

一、500kV母線故障分析

在發電廠和變電站中，母線起到了匯集、分配和傳送電能的作用，是十分重要的一次設備。500KV變電站一般為雙母接線方式或者雙母雙分段接線方式，典型的母線保護廠家為長園深瑞和南瑞繼保。母線保護的邏輯有很多，主要包括以下4種：第一，母差保護，用于切除母線故障。為了躲區外故障時的不平衡電流，母差保護采用比率制動的方式，不同廠家的邏輯采用的比率制動系數不一樣。第二，開關失靈時隔離故障的失靈保護。失靈保護分為兩類：線路開關失靈和主變變高開關失靈。當線路發生故障或者對側母線故障遠跳本側開關時，如果線路開關失靈，啟動失靈保護隔離故障；當變高開關失靈時，如果主變其他側有電源故障電源依然存在，需要聯跳主變三側開關才能隔離故障。第三，母聯與CT間的死區故障。母聯開關位置不一樣，死區故障時的動作方式也不一樣，死區故障分為合位死區和分位死區。第四，母聯刀閘跌落時大差跳母聯。當母聯刀閘跌落時，故障特征跟母差保護其他幾種保護均不一樣，通過跳母聯來隔離故障。

二、事故分析

2012年4月14日早上4：46分，某電廠500kV升壓站第二串5023B相CT在運行過程中（并網運行后5天），突然發生設備故障，現場檢查發現5023B相CT二次接線盒蓋子變形飛出至地下，二次接線端子處有嚴重的燒黑痕跡。根據母差保護動作邏輯，大差作為區內故障判別，小差作為故障母線選擇，即當大差元件動作時，根據各連接元件的刀閘位置計算母線的小差電流，最后判斷故障發生在哪條母線。

三、500kV母差保護誤動改進措施

1.保障DCS控制系統電源切換的總體效果

為DCS控制系統提供充足電力能源的系統，需要有兩個獨立的冗余電源作為支撐，而其在實際運用的過程中，如果兩條供電線路切換過程不夠順暢，將會容易出現設備電源故障問題，比較常見的是電源環流問題。為了有效應對這類問題的出現，需要在開展電源切換工作之前開展充分有效的控制工作。需要選定合適的主要負荷電源，這可以根據冗余電源運行過程中的情況出發，任意選擇合適的電源，而另一電源則將成為輔助型電源。這樣在實際開展電源切換工作的過程中，將需要按照一定的運行機制進行設置，即為主電源保持著正常運行狀態，輔助電源將會時刻保持著關閉狀態，這樣將能夠促進電源切換的頻率不斷降低，從而減少了DCS控制系統能源切換過程中出現的誤動和拒動問題。而當DCS控制系統運行中的主電源出現失效問題的時候，可以及時保證輔助電源的及時運行，從而也能夠減少DCS控制系統保護功能出現誤動和拒動現象的幾率。

2.零序CT誤差引起接地變壓器保護誤動

當500kV饋線發生接地短路故障時，故障線路零序CT檢測到故障電流，對應的饋線零序保護首先啟動切除故障線路，同時接地變壓器的零序CT也檢測到故障電流，保護啟動，為了遵循選擇性的原則，實現500kV饋線保護優先動作，500kV饋線零序保護電流和時間整定值要比接地變壓器保護小。但由于各種原因，CT難免有誤差，如果接地變壓器的零序CT-10%的誤差，饋線的零序CT+10%的誤差，兩者的實際電流動作值有時幾乎相等，只依靠時間選擇，當發生500kV饋線接地時，就很容易造成接地變零序過流越級動作。

3.壓板電位異常防范措施

在開關從冷備用改運行、保護從信號改跳閘的倒閘操作中，需對出口壓板進行測量。在倒閘操作中測量出口壓板時應做好以下防范措施：操作和監護人員應熟悉即將操作的二次回路，以便能及時判斷是否存在異常；操作前應檢查直流系統電壓，盡量避免直流接地時操作二次回路；操作前應檢查保護裝置無出口動作情況；操作人員應熟悉使用的萬用表，使用前確認表盤檔位指示清晰、表筆接線正確（或將操作用表的電流檔接口封死），有條件時使用專用直流電壓表；正確使用萬用表，使用直流電壓檔，嚴禁使用電阻檔，使用時應先接零，并在安全點測量正常電壓；壓板兩端對地測量電壓無異常，測量壓板兩端間確無電壓后放上壓板，測量一塊放上一塊，如遇異常應中斷操作，異常排除后恢復操作，并履行相關手續。

4.提高互感器運行水平

首先，做好互感器的日常管理工作。定期監控互感器運行狀況，采集運行數據加以分析，以判斷互感器工作狀態是否正常。對運行時間達20年及以上的老舊互感器，應特別加強監視，若發現存在介質損耗因數超標、絕緣老化和受潮等缺陷，應馬上核實或立即更換，以確保設備健康運行。其次，新安裝和檢修后的互感器在投運前，應全面檢查其密封狀況，不得遺漏。其中油浸式互感器油位低于標準位時要及時補充油量，并不得有滲漏現象。SF6絕緣互感器不得有漏氣現象，注意及時補充氣壓，維持在規定范圍內。發現存在有油浸式互感器嚴重漏油或電容式電壓互感器電容單元滲漏的情況，應立即停止運行。另外，對已安裝完畢的互感器，若半年及以上時間未帶電運行的，在準備帶電運行前應重新進行預防性試驗和檢查，確保設備狀態完好。

5.刀閘位置開入異常的防范措施

第一，母差保護裝置在運行時，禁止開展與刀閘位置開入回路相關的工作。如果一定要開展的話，則要將工作間隔在母差保護屏模擬盤上對應的刀閘位置，將把手打到“強制合”或“強制分”位置，使得BP-2B刀閘位置開入與一次設備狀態相一致，以規避BP-2B刀閘位置開入異常的風險。第二，在刀閘位置開入回路的相關工作結束后，驗收時要測量刀閘輔助接點的導通情況，在刀閘位置變換過程中，輔助接點狀態與刀閘位置同步。第三，在倒閘操作完成后或巡視過程中，應檢查母差保護屏上的刀閘位置指示燈，以及裝置的“互聯”、“分列運行”等信號。對于異常的信號，不能馬上復歸。復歸按鈕的正確使用方法是，首先利用模擬盤上刀閘位置強制把手設為與現場一致，再按復歸按鈕，將異常信號先復歸。直到故障處理完畢后，才能將模擬盤上的強制把手恢復為自動運行狀態，同時觀察異常信號有沒有再次報出。

四、結語

總而言之，對變電站設備通訊故障現象原因都是多樣的，在進行故障分析時候，要盡可能全面、詳細了解故障現象和靈活運行故障分析方法，做好分析記錄，整理和記錄每一次故障分析、處理全過程，切實提高變電站母線差動問題的發生，提高變電站運行的整體水平。

【參考文獻】

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