一起失靈保護誤動分析及啟示

孫得賢，牛立杰

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102）

0 引 言

繼電保護作為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行三道防線中的第一道防線，對保證電力系統(tǒng)正常運行，防止事故發(fā)生和擴大起到了重要作用。電力系統(tǒng)運行方式多樣且多變，二次回路接線多，回路復(fù)雜，這對繼電保護配置、二次回路設(shè)計以及運維增加了很大難度。母差保護和失靈保護由于動作后涉及的范圍比較廣，其動作正確性尤為重要。保護之間的相互配合，二次回路設(shè)計的合理性，各種情況下保護功能的投退均會影響保護的正確動作。本文圍繞一起失靈保護誤動事故，就以上3個影響保護正確動作的主要因素進行了深入分析，其分析成果對預(yù)防類似事件的發(fā)生提供了對策[1-4]。

1 案例概況

某330 kV樞紐變電站中，330 kV為雙母單分段母聯(lián)兼旁接線。2018年6月27日，用戶在停電更換330 kV母聯(lián)CT后進行通流試驗的時候，母聯(lián)充電保護動作，隨后母聯(lián)充電保護啟動母聯(lián)失靈保護，將母線上的所有開關(guān)跳開，保護動作報告如圖1所示。

圖1 保護動作報告

2 保護動作分析

通過現(xiàn)場調(diào)取的母線保護裝置錄波數(shù)據(jù)分析，用戶在對330 kV母聯(lián)開關(guān)進行通流試驗時，母線保護中的母聯(lián)充電保護功能處于投入狀態(tài)。母聯(lián)功能閉鎖開入50SOTF.BI_Blk為0，功能使能開入50SOTF.BI_En為1，充電保護投入控制字Bay20.50SOTF.En、Bay21.50SOTF.En以及Bay22.50SOTF.En為1，充電保護投入軟壓板50SOTF.Link為1。保護邏輯如圖2所示[5]。

圖2 母聯(lián)充電保護功能投入邏輯圖

用戶對母聯(lián)開關(guān)進行通流實驗時，母聯(lián)一次電流幅值約為1 540 A，大于母聯(lián)充電電流定值1 500 A（如圖3所示），且因為母聯(lián)充電保護處于投入狀態(tài)，所以母聯(lián)充電保護動作。

圖3 母聯(lián)通流電流幅值

由于母差保護中母聯(lián)失靈保護固定投入，不受差動保護及失靈保護壓板投退的影響，且充電保護動作后母聯(lián)持續(xù)有流，同時電流定值大于母聯(lián)失靈保護定值（648 A），因此經(jīng)過母聯(lián)失靈動作延時（250 ms），母聯(lián)失靈保護動作切除與母聯(lián)開關(guān)相關(guān)聯(lián)的兩條母線。母聯(lián)失靈保護邏輯如圖4所示。

圖4 母聯(lián)失靈保護邏輯圖

3 設(shè)計方案分析

3.1 電氣主接線及保護配置

330 kV變電站電氣主接線如圖5所示，該站330 kV部分為雙母單分段母聯(lián)兼旁接線，該主接線允許各間隔斷路器檢修時，通過母聯(lián)進行代路運行。此外，該站330 kV母線配置集中式母差保護裝置，同時集成母聯(lián)過流，間隔失靈保護功能（包括母聯(lián)），CT及出口回路均配置Test block試驗盒（可插入試驗插件，斷開外部回路）。而且母聯(lián)間隔配置兩套獨立的母聯(lián)保護裝置A和B，CT、PT及出口均配置Test block試驗盒。

圖5 330 kV變電站電氣主接線

3.2 相關(guān)保護功能投退

根據(jù)調(diào)度定值，正常運行時母差保護裝置僅投入母線差動保護和支路失靈保護，退出母聯(lián)充電保護和母聯(lián)失靈保護。在屏柜面板設(shè)置母差保護和失靈保護投退把手，母差保護裝置未接入母線電壓[6]。

第一套母聯(lián)保護裝置A配置線路差動、過流保護、手合加速及母聯(lián)失靈保護，第二套母聯(lián)保護裝置B配置縱聯(lián)保護、距離保護、過流保護、手合加速、過電壓保護及重合閘。母聯(lián)代路時，兩套母聯(lián)保護裝置A、B作為線路保護使用，同時跟對側(cè)線路保護進行配合。當母聯(lián)未代路時，閉鎖第一套母聯(lián)保護裝置A中除過流保護外的所有保護部分保護功能以及第二套母聯(lián)保護裝置B中的全部保護功能，第一套母聯(lián)保護裝置A在未代路時作為母聯(lián)保護。

4 事故原因分析

母差保護裝置中，失靈功能開入描述為退出失靈保護，但實際此開入只控制支路失靈保護，母聯(lián)失靈是固定投入的，不受此開入影響。在失靈保護投退把手打到退出狀態(tài)時，母聯(lián)失靈保護仍然投入，用戶誤以為退出了全部失靈保護?，F(xiàn)場母聯(lián)充電保護在母差保護裝置中誤投入，母聯(lián)充電保護動作后啟動了母差保護裝置中的母聯(lián)失靈保護，跳閘出口[7,8]。

5 對 策

一是母聯(lián)充電保護功能在母聯(lián)第一套保護裝置A中完成，需將母差保護中的充電保護控制字退出。二是旁路狀態(tài)下的母聯(lián)失靈保護邏輯在母聯(lián)第一套保護裝置A中完成，失靈保護動作后一時限跳本開關(guān)，二時限經(jīng)失靈啟動開出硬壓板啟動母差保護裝置中母聯(lián)失靈保護，經(jīng)短延時聯(lián)跳相關(guān)母線。三是各支路旁路刀閘開入并聯(lián)后接入母聯(lián)第一套保護裝置A中，完成母聯(lián)、旁路狀態(tài)切換，增加相關(guān)邏輯，實現(xiàn)母聯(lián)充電狀態(tài)下自動投入充電保護功能和開關(guān)合位或某支路旁路刀閘合位情況下自動退出充電保護功能[9,10]。四是在進行設(shè)備檢修和通流試驗時，為了避免保護誤動，使用Test block模塊的斷開回路功能，使用專用插頭插入Test block，切斷跳閘回路。檢修工作和相應(yīng)試驗結(jié)束后，拔出專用插頭，跳閘回路恢復(fù)。

6 結(jié) 論

在雙母線（雙母分段）兼旁接線方式下，為簡化二次回路設(shè)計，母聯(lián)保護配置推薦按線路間隔進行配置，且能通過旁路刀閘位置自動進行運行狀態(tài)判斷。為方便運維，母聯(lián)充電保護和母聯(lián)失靈保護設(shè)置在專門的母聯(lián)保護裝置中，退出母差保護中的母聯(lián)充電和失靈保護功能。此外，現(xiàn)場進行設(shè)備檢修或試驗時，應(yīng)做好安全防護工作，斷開全部跳閘回路，試驗完成后進行恢復(fù)。