電廠220kV母線失壓事件保護動作分析

珠江電廠 唐煜安

從控制室至220kV 開關站地面敷設的測試線由于安全措施不到位，受陣風影響擺動與開關站220kV 母線安全距離不夠，加上天氣潮濕原因，220kV 母線通過測試線對控制室窗臺放電，造成220kV 母線接地故障。

1 故障情況介紹

某電廠220kV 母線接地故障前運行方式如圖1所示，220kV 母線1M、2M、5M、6M 母線合環運行，珠烏乙線4237、#1變高、#1啟備變運行于1M 母線，珠魚乙線2713、#2變高運行于2M 母線，珠魚甲線2310、#3變高運行于5M 母線，珠烏甲線4236、#2啟備變、#4變高運行于6M 母線。故障后某電廠220kV1、5M 母線上所掛開關全部跳開，220kV1、5M 母線失壓。

經現場檢查確定故障點在分段20 15開關和2015CT A 相之間的管型母線上，故障點如圖1所示，主要是220kV 管型母線對控制室鋁合金窗臺放電所致。10時33分58秒764毫秒，220kV 5M、6M 母線主一和主二保護同時動作跳開5M 母線上運行開關2310、2203、2056及2015開關，珠魚甲線主一保護裝置931發遠跳至對側，失靈保護裝置923啟動，111ms 后220kV 1M、2M 母線主二保護動作跳開1M 母線運行上開關4237、2201、2211及2012開關，珠烏乙線主一保護裝置931發遠跳至對側，失靈保護裝置923啟動。180ms 后故障完全隔離，220kV1、5M 上所掛開關全部跳開，220kV1、5M 母線失壓。

圖1 某電廠220kV 運行方式及故障點簡圖

2 保護動作情況分析

2.1 母線保護動作分析

某電廠220kV 1M、2M,5M、6M 母線保護配置相同，主一保護采用南瑞繼保RCS-915AS 型保護，主二保護采用許繼電氣WMH-800型保護。主一保護定值：差動高值6A，差動低值5.4A，母聯失靈定值0.8A、0.2s；主二保護定值：大差7.5A，小差6.7A，母聯失靈定值0.8A、0.2s。

220kV 5M、6M 母線主一、主二保護動作報告顯示，故障發生時5M、6M A 相電壓跌落至4V，大差A 相差流、5M A 相差流達到36kA（二次值72.27A），可判斷220kV 5M 發生區內A 相接地故障，主一、主二差動保護動作跳開5M 運行開關（2203、2310、2015、2056開關），并啟動分段2015失靈；66ms 時5M 全部運行開關跳開，電壓消失，與系統隔離。但動作報告顯示此時大差A 相差流、5M A 相差流未消失，幅值略有減小，證明故障并未隔離。

進一步查看220kV 分段2015開關電流錄波圖（圖2），發現分段2015開關跳開后A 相故障電流未消失反而增大。結合現場一次設備及故障點的檢查結果可以判斷,在220kV 分段2015開關與CT 之間發生A 相接地死區故障，220kV 5M、6M 母線主一、主二保護正確動作，但故障仍然存在。

圖2 220kV 系統故障錄波圖

220kV 1M、2M 母線主一、主二保護動作報告顯示，主一保護啟動未動作，主二保護差動保護動作跳1M 開關（4237、2201、2211、2012、2015開關），180ms 220kV 1M 失壓，故障與系統隔離。某電廠220kV 1M、2M 母線主一保護采用南瑞繼保RCS-915AS 型母線保護，該型號保護未配置分段死區邏輯[1]，分段死區故障需通過分段失靈功能切除故障，分段失靈動作需經過“母聯失靈時間定值Tmsl”，該定值整定為0.2s，220kV 5M、6M 母線主一保護動作后啟動分段2015失靈，220kV 1M、2M 母線主一保護23ms 分段失靈啟動，由于故障在180ms已隔離，不滿足動作條件，故分段失靈保護可靠不動作，主一保護動作行為正確。動作報告見表1。

表1 故障后220kV 母差主一裝置開入量狀態

220kV 1M、2M 母線主二保護采用許繼電氣WMH-800型母線保護，分段死區處理邏輯為：母聯、分段開關引入開關跳閘位置TWJ，當識別到跳閘位置TWJ 變位后經50ms 延時封鎖對應開關電流，不參與差流計算[2]。220kV 5M、6M 母線主二保護正確動作后，66ms 分段2015開關跳開，220kV 1M、2M 母線主二分段死區啟動，經50ms延時封鎖2015開關電流，母線主二保護滿足動作條件，保護正確動作跳220kV 1M 隔離故障。

圖3 220kV 母差主一、主二保護動作時序圖

圖4 220kV 珠魚甲線、珠烏乙線保護動作時序圖

220kV 5、6M 母線主一和主二保護正確動作，220kV 1、2M 母線主二保護正確動作。根據220kV母線主一保護、主二保護動作報告、220kV 系統故障錄波器錄波圖，按時間先后順序繪制了保護動作的時序圖，如圖3所示。

2.2 線路保護動作分析

故障發生后，珠魚甲線、珠烏乙線間隔由母線保護動作啟動跳閘回路跳開關，同時發跳閘信號至對側啟動對側線路保護裝置。珠魚乙線、珠烏甲線間隔保護裝置監測到電流突增超過啟動值正常啟動，未動作出口跳閘。根據線路保護裝置原理[3-4]，珠魚甲線、珠烏乙線保護裝置動作報告中收發信，失靈啟動，開關位置變位情況，220kV 系統故障錄波圖故障電流電壓變化情況，結合線路對側提供的保護動作報告，按時間先后順序繪制了保護動作的時序圖，如圖4所示。

綜上，匯總收集故障過程中母線保護、兩側線路保護動作報告及故障錄波器情況，結合保護裝置動作原理，全面分析、合理推論，判斷保護裝置動作正確。保護動作時序圖有助于更清晰地分析梳理保護動作過程，適用于故障分析。