一起主变保护拒动事件分析

陈德生 张 敏 彭金龙 张 铎 王 凯

（许继电气股份有限公司，河南 许昌 461000）

1 事故经过

2014年4月11日，该站发生一起10kV母线三相弧光短路故障，当时，1#主变及2#主变均在运行状态，1#主变保护为微机保护，2#主变保护为电磁型常规保护，故障时，2#主变低压侧保护动作，跳开低压侧断路器，但1#主变保护未动作，致使该站上一级线路保护动作。事故后，1#主变保护装置只有复合电压动作信息，此外无任何故障记录。

2 事故前运行方式

110kV进线 5023、5083运行，1#主变及 2#主变运行，10kV线路316、332、334等运行。主接线如图1所示。

图1 系统主接线图

母线接线方式为单母分段带旁母[1]，当时低压母联处于合闸位置。

3 事故经过

2014年4月11日，10kV母线三相弧光短路故障，2#主变低压侧保护动作，跳开低压侧断路器，但1#主变保护未动，致使该站上一级线路保护动作。事故后，1#主变保护装置只有复合电压动作信息，此外无任何故障记录。

2014-04-11 17∶19∶15.844 1#主变保护复压动作，动作时间100ms，动作值如下。

表1 高压侧动作值

表2 中压侧动作值

表3 低压侧动作值

2014-04-11 17∶19∶15.828 中压侧TV断线动作，动作时间80ms，动作值见表4。

表4 中压侧TV断线动作值

2014-04-11 17∶19∶17.699 装置 0067次上电起动。

2014-04-11 17∶19∶32.786 10kV 316 线装置，电流III段动作，动作时间502ms，动作值见表5。

表5 316线电流Ⅲ段动作值

4 保护动作分析

4.1 定值整定

表6 1#主变定值

表7 2#主变定值

表8 10kV 316线定值

4.2 保护动作行为分析

17时19分 15秒 828毫秒1#主变保护中压侧TV断线动作，由于中压侧报TV断线，所以不再对中压侧复合电压进行判别，根据复合电压动作报告，也不是由高压侧起动的（TV断线闭锁定值为1，在TV断线后退出该侧复压动作判别），可以判定是低压侧复合电压动作，故障时刻保护装置的复合电压动作。由复合电压动作报告可以看出，低压侧也应该发生TV断线，而低压侧TV断线未动作，是由于当时故障电流大于低压侧 TV断线闭锁电流值5.1A。图2为TV断线逻辑图。

由此可以得出结论：装置的复压动作是由主变低压侧起动的，在故障时刻主变低压侧复压开放。

17∶19∶15.844 1#主变保护复合电压动作，17∶19∶17.699 1#主变保护装置 0067次上电起动，根据报文可以判定在复合电压动作后，保护装置出现过断电现象，而且在复合电压动作1.855s后装置又重新上电，后经过分析和询问用户得知：由于该站正处于改造阶段，改造过程中，直流屏未能及时接入，而是采用将所用变的交流整流为直流的方式供电，所以，当旁母发生弧光短路时，电流增大，所用变电压降低，导致全站装置失电而在故障发生时未能及时动作。故对1#主变保护装置来说有0067次上电起动报文。并且根据监控系统历史记录，在17∶23∶05左右，规约转换器全部恢复通信，可以肯定在故障发生时刻全站失电，监控系统重启，才会有所有规约转换器通信恢复的报文，所以保护装置当时没有动作主要是由于装置失电。

图2 TV断线逻辑图

该站 1#主变 CT变比为 2000/5，2#主变 CT变比为 1200/5，1#主变保护动作电流定值为 6A，2#主变动作电流定值为7A，根据2#主变动作电流值，可折算一次值大概为1680A，而使1#主变保护动作的一次电流值至少要达到 2400A，在该站所用变电压恢复后，可以肯定电流值小于2400A。在该站所用变电压恢复后，可以肯定电流值肯定小于2400A。根据10kV 316线动作报告，故障时二次电流为8.8A左右，10kV 316线变比为200/5，折算到1#主变的电流也只有0.88A，并没有达到1#主变复压过流动作定值。根据316线的动作报告，可以肯定的是该线路动作时为三相短路故障，且动作正确，由于投运时该线路的控制电源根据操作规程的要求没有合上，所以该线路开关在故障时刻没有跳开，该线路速断动作电流为 40A，折算到 1#主变也只有 4A，所以在装置恢复送电后，故障已经由弧光短路发展为三相短路故障，故障电流已经降低，达不到主变低压侧动作电流[2]，此时 1#主变保护装置仍然不会动作，最终导致上一级越级跳闸，1#主变保护装置的定值配置不合理，需要根据地区实际情况重新核对整定[3]。

5 处理建议

根据10kV 316线动作报告二次电流为8.8A左右，变比为200/5，折算到主变的电流只有0.88A；根据10kV 316线的动作报告，可以肯定的是该线路动作时为三相短路故障，且动作正确，由于该线路的控制电源根据操作规程要求没有给上，所以该线路开关未能跳掉，最终导致上一级越级跳闸[4]。该线路速断动作电流为40A，折算到主变也只有4A，所以在装置恢复送电后，故障已经由弧光短路发展为三相短路故障，故障电流已经降低，此时1#主变保护装置仍然不会动作。

在改造站施工过程中，现场情况比较复杂，危险点比较多，带电设备和不带电设备均有，要设置好警示牌等告警标志，并且必须要保证站内电源的稳定，直流系统必须是带有蓄电池组，防止出现意外情况断电，而造成站内运行的保护测控及通讯等装置失电，从而对运行带来隐患。

6 结论

应充分考虑变电站内的各种情况，针对可能出现的各种意外做好应对措施，从而保证变电站内所有设备稳定、可靠运行[5]。

[1] 李鹏博, 苏文博, 张高峰. 继电保护事故处理技术与实例[M]. 北京: 中国电力出版社, 2002.

[2] 王显平, 张莉, 王微波. 电力系统故障分析[M]. 北京: 中国电力出版社, 2008.

[3] 于立涛. 电力系统继电保护整定计算与应用实例[M]. 北京: 化学工业出版社, 2012.

[4] 孙国凯. 电力系统继电保护原理[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2002.

[5] 高中德, 舒治淮, 王德林, 等. 国家电网公司继电保护培训教材[M]. 北京: 中国电力出版社, 2009.