一起500kV主变压器低压侧电抗器保护误跳事件的分析及对策

2011-09-12金红华陈媛媛

浙江电力 2011年10期

金红华，何敏，陈媛媛

（绍兴电力局，浙江绍兴 312000）

1 故障情况

某变电站1号主变压器3-4号低压电抗器、电抗器闸刀与电抗器保护更换改造后进行新设备启动操作，主变压器及低压电抗器的接线如图1所示。在将1号主变压器5021断路器、XX线5022断路器、1号主变压器220kV侧断路器改为热备用，4台低压电抗器改为充电状态后，由5021断路器对1号主变压器及4台低压电抗器进行充电（1号主变压器保护及4台低压电抗器保护均正常投跳）。新设备充电完成后，1号主变压器3号低压电抗器由充电改为运行进行带负荷试验。就在合上3号低压电抗器断路器时，发生1号主变压器5021断路器跳闸事件。

2 检查分析

2.1 低压电抗器保护配置

该变电站低压电抗器保护配置了南瑞继保的RCS-9647_03108电抗器保护测控装置。该装置设置了两段低电流保护，逻辑框图见图2。从图中可知，保护动作出口需满足3个条件：

图1500kV 1号主变压器及低压电抗器接线

（1）电抗器断路器在合位，确保低压电抗器在运行时保护才投入。

（2）流经电流互感器的电流小于低电流动作整定值。

（3）单相（或两相低流）及三相低流设置了不同的闭锁条件。为了防止TA（电流互感器）断线时低流保护误动，当单相或两相低流时，可经自产3I0闭锁。三相低流时为了区分是TA断线还是电抗器三相短路，设置了“低电流低压闭锁定值”，当任一线电压小于该定值时则开放三相低电流保护。为防止电源端失电或者区外近端故障时电抗器低流保护误动，还设置了正序电压高于15 V的动作门槛。

根据整定单要求，低流Ⅰ，Ⅱ段均投入且定值为2.3 A（额定电流为3.4 A），时间为1.5 s，3I0闭锁不投，低电压及TV（电压互感器）断线闭锁投入。

2.2 故障现象及原因分析

事件发生时，1号主变压器5021断路器KK指示灯闪光，光字牌显示：5021断路器事故跳闸、3号低压电抗器保护动作、3号低压电抗器保护装置异常。就地检查发现5021断路器在分闸位置，3号低压电抗器113断路器在合闸位置，1号主变压器、5021断路器、3号低压电抗器间隔均无异常，3号低压电抗器保护装置“报警、跳闸”灯亮，液晶显示低流Ⅰ，Ⅱ段动作，二次电流B相1.64 A，C相和A相电流4.08 A，1号主变压器保护、5021断路器保护无异常。检查3号低压电抗器保护屏后电流端子接触良好，而断路器端子箱B相电流端子内有塑胶套管压接，回路电阻测试结果表明该回路接触不良。经处理后，再次测试回路电阻正常，通流试验正常。

图2 RCS-9647.03108逻辑框图

由图2可知，该低流保护设置在低压电抗器断路器合闸情况下，只需满足电流小于2.3 A即允许跳闸，故在二次电流回路因接触不良而降至1.64 A时发生误跳事件。

3 暴露的问题

（1）单相低流保护配置不当。在实际运行中，当电抗器发生单相匝间短路故障时，流经电流互感器的三相电流表现为过电流，而不是低电流。当发生两相及以上短路或接地故障时，如图3所示，两故障相电流在电流互感器之前形成环流Id1或流入地Id2，流入电流互感器的电流Id3表现为低电流。但这是两相及以上低流，而不是单相低流。由以上分析可知，单相低流不应该投跳，而应投报警，作为二次回路异常的判据。

（2）原电磁型低流保护原理如图4所示。在运行过程中，由于低电压闭锁，当单相电流回路异常时保护不会有任何反应。此次改造只将原电磁型保护更换成微机型保护，低压电抗器断路器及电流互感器均未作变更。调试人员忽略了这个问题，只测试了新换保护的电流开入回路阻抗，遗漏了从电流互感器二次侧至新保护这一段的回路阻抗，错失了发现电流回路异常的机会。