一起线路故障引起主变差动保护误动的分析

摘要

广东电网有限责任公司韶关供电局的研究人员李杰,在2019年第12期《电气技术》杂志上撰文,介绍了一起因110kV终端变电站35kV线路故障引起主变差动保护误动作的案例。通过对保护动作报文、事故录波、CT升流、伏安特性、绝缘检查等现场检查,确定主变中压侧B相电压互感器二次差动保护绕组发生故障,对主变差动保护情况进行分析,得出结论,即动作情况满足主变差动逻辑条件,并提出解决方案。

在电力系统运行中,随时可能出现各种故障和非正常运行状态。继电保护作为电网安全的最后一道防线,时刻保护着电网及其设备。主变差动保护是保证变压器安全可靠运行的保护之一,当主变范围外发生故障时,主变差动保护不应该动作。

本文对一起由35kV线路故障引起主变差动保护动作的事件进行深入调查,从各方面分析判断事故的起因、事件发展变化的过程和主变差动保护动作情况,以期为以后类似问题的调查分析提供借鉴。

1  事故经过

1.1  故障前运行方式

110kV马头站两台主变均在运行状态,#1主变高压侧1101和中压侧301开关均在合闸状态,低压侧501开关处于分闸状态(#1主变为无载调压变压器,正常方式下10kV负荷由#2主变供电);#2主变高压侧1102开关、中压侧302开关和低压侧502开关均在合闸状态;35kV分段300开关在分闸状态,35kV分段备自投投入;10kV 1M与10kV 2M分段500开关在合闸状态。110kV马头站简化主接线图如图1所示。

图1  110kV马头站简化主接线图

1.2  事件简述

2013年5月15日新丰县出现强雷雨天气,110kV马头站35kV丰马线、马涧线、马金线、马新线相继发生故障,10:35:07,110kV马头站#2主变比率差动保护动作跳开#2主变三侧开关。10:35:16,35kV分段300开关备自投动作,合分段300开关。

2  事件分析

2.1  故障原因的初步分析

通过查看监控后台报文(见表1)可知,整个事故发生的过程如下:

  • 2013年5月15日10:28:49:876,35kV 323开关丰马线发生BC相间短路,过流Ⅰ段保护动作。10:29:02:741,35kV 323开关丰马线重合闸动作。

  • 2013年5月15日10:35:07:227,35kV 322开关马新线发生AB相间短路,过流Ⅰ段保护动作。

  • 2013年5月15日10:35:07:266,#2主变比率差动保护动作,跳开#2主变三侧开关。

运行人员对#2主变进行外观检查,在差动保护范围内未发现明显故障点,避雷器没有动作记录。当时马头站及其周边区域为强雷雨天气,监控后台的记录显示#2主变跳闸的同时35kV马新线发生了AB相间短路故障,并造成过流Ⅰ段保护动作,初步认为本次跳闸事故的直接原因是#2主变B相因穿越性故障导致B相比率差动保护误动作。

表1  监控后台报文

运行人员在将302开关转为检修状态后,经伏安特性检查发现,302开关CT的B相CT差动保护用绕组很快饱和,这一缺陷将使#2主变在区外故障时产生较大差流。

2.2  保护动作分析(略)

110kV马头变电站主变保护均采用许继WBH- 800系列装置,其中差动保护采用WBH-812A/R1、高、中、低后备均为WBH-813A/R1,35kV线路保护采用WXH-821A/P保护装置。表2为本次保护事件的查询结果。

表2  本次保护事件的查询结果(日期:2013-05-15)

2.3  结论分析

在本次跳闸事件中,110kV马头站#2主变差动保护装置动作逻辑正确,但由于#2主变中压侧302开关B相CT的二次差动绕组发生故障,传送至主变差动保护装置的二次电流值比实际值偏小,所以在35kV线路发生相间短路故障时,差动保护装置产生较大差流,使其B相差动保护动作电流大于制动电流,导致比率差动保护误动作跳闸。

3  事故的后续处理

在没有备用保护绕组及备用CT的情况下,为了尽快对#2主变复电,继保人员临时把#2主变差动保护中压侧CT改为与中压侧后备保护串接,使#2主变差动保护暂时恢复正常;并尽快对马头站#2主变中压侧302开关CT进行了更换(安徽互感器公司生产)。

结论

事故调查分析是继电保护人员必备的技能。本文通过对一起线路故障主变跳闸事故的分析过程,为类似故障提供了值得借鉴的思路和方法。

  • 对于区外故障引起主变误动的事故,建议首先从后台报文着手,把握事故发展过程,然后对比主变差动保护动作数据和线路保护动作数据,判断故障类型,并对取自同一CT的不同绕组的录波采样进行对比分析,进而查找误动原因。

  • 对于CT绕组故障的情况,可以临时采用电流回路串联的解决方案。

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