一起母差保护误动作事故分析及改进措施

曹 冕，阮柏松，王 欣

(1.淮沪电力有限公司田集第二发电厂，安徽 淮南 232098；2.淮南平圩发电有限公司，安徽淮南 232082；3.淮南电力检修公司，安徽 淮南 232082)

一起母差保护误动作事故分析及改进措施

曹 冕1，阮柏松2，王 欣3

(1.淮沪电力有限公司田集第二发电厂，安徽 淮南 232098；2.淮南平圩发电有限公司，安徽淮南 232082；3.淮南电力检修公司，安徽 淮南 232082)

介绍了某电厂发生的一起母差保护误动作事故，从Ⅱ母线第1套母差保护装置跳闸后、Ⅱ母线恢复过程中及5033开关停运后的设备检查3方面调查，分析了母差保护误动作事故的原因，并提出了相应的改进措施。

母差保护；误动作；电流互感器；两点接地

1 事故现象

某电厂500 kV升压站系双母线3/2断路器接线方式，第1，2套母差保护均采用ABB公司生产的RED521保护装置，于2006年安装投运。RED521保护装置采用比率制动原理，是快速和有选择性的分相母线保护装置。由于该厂配置的母差保护不符合双重化配置的要求，且不具备事故录波功能，厂家也不再提供备品，影响了母差保护装置的正常使用维护，故该电厂于2013年更换了这2套母差保护装置。

2012-05-05T21：58，电厂集控室报警光字牌发“5013开关事故跳闸”，NCS报警画面发“Ⅱ母线第1套C相差动保护动作”、“Ⅱ母线第1套差动保护动作”、“5023开关事故跳闸”、“5033，5043，5053开关总跳闸动作”报警。NCS画面上显示5013，5023，5033，5043，5053开关跳闸，Ⅱ母母线电压降为0。

2 事故原因调查

2.1 Ⅱ母线第1套母差保护装置跳闸后检查

(1) 第1套母差保护装置的实际定值与定值单一致。

(2) 第1套母差保护装置有“TRP L3”(C相跳闸)报警。

(3) 线路5312和5302的线路保护B相零序元件、接地选相元件及Ⅱ/Ⅲ距离元件启动(2线路接地故障由相邻变电站保护切除)。

查阅5312和5302线路的录波图可知，5013开关的跳闸是在接地故障切除后1～2个周波内发生的，而5043开关的跳闸则是延后10个周波左右发生的，二者相差的时间就是跳闸位置辅助继电器的动作时间。

(4) 就地检查5013，5023，5033，5043和5053开关的CT(电流互感器)二次回路，没有开路现象。

2.2 Ⅱ母线恢复过程中检查

(1) 合上5033和5013开关后，对比第1，2套保护装置，发现第1套L3(C相)制动电流约比第2套大100 A(一次值，下同)。

(2) 合上5033，5013和5043开关后，对比第1，2套保护装置，发现第1套L3(C相)的制动电流约比第2套大100 A，差动电流约比第2套大100 A。

(3) 合上5033，5013，5043，5053和5023开关后，对比第1，2套保护装置，发现第1套L3(C相)的差动电流为182 A，制动电流约为930 A；第2套L3(C相)的差动电流为13 A，制动电流约为830 A。

(4) 合上5033，5013，5043，5053和5023开关后检查母差保护二次电流相序正确。

(5) 对母线保护中5033开关电流进行向量核对，数据如表1所示。

在Ⅱ母第1套保护屏后短接5033开关CT 3相CT侧电流，断开保护侧连片，用钳形表测量保护屏CT侧电流，数据如表2所示。

表1 5033开关电流向量值

表2 CT侧电流向量值

通过以上测量数据，初步确认可能是外回路异常造成了Ⅱ母母差第1套5033开关C相电流相位不正确。

2.3 5033开关停运后检查

(1) 在5033开关CT端子箱，测量Ⅱ母第1套母差保护电流，测量数据如表3所示。

表3 第1套母差保护电流数据

(2) 在5033开关CT端子箱，短接Ⅱ母第1套母差保护，断开连接片，测量其电流，测量数据如表4所示。

表4 保护侧及CT侧电流数据

(3) 在5033开关CT端子箱，短接Ⅱ母第1套母差保护绕组(7S绕组)，断开端子连接片，在5033开关C相CT本体二次接线端子盒，测量Ⅱ母第1套母差保护绕组(7S绕组)电流，测量数据如表5所示。

表5 CT端子盒内电流数据

(4) 拆开5033开关C相CT本体二次端子盒至CT端子箱的电缆两侧，用500 V摇表测该电缆绝缘，测量数据如表6所示。

表6 电缆绝缘数据

(5) 在5033开关CT本体二次端子接线盒处(A，B，C 3相)，检查二次绕组7S1，7S2(Ⅱ母第1套母差保护)绝缘，测量数据如表7所示。由此可以确定5033开关C相CT 7S绕组接地。

表7 二次绕组7S绝缘数据

2.4 5033开关C相CT返厂检查

查阅设备定期巡检记录，2012-04-28Ⅱ母第1套母差保护C相差流为7 A，说明在当日前Ⅱ母第1套母差保护5033开关C相CT回路无异常。

2012-05-05母差保护动作后，5033开关C相CT返厂检查，发现该CT二次绕组中7S2引出线靠近二次引线延长管处因受压而破损并对地击穿。

3 母差保护误动作原因分析

(1) 5033开关C相电流互感器二次引出线绝缘损坏被击穿接地。5033开关电流互感器二次引出线绝缘破损，存在绝缘隐患。5月5日晚线路5302和5312 B相接地，造成升压站内地电位升高，地电位“反击”使5033开关C相电流互感器绕组7S2引出线绝缘破损处对地击穿，造成接地。

(2) 升压站与保护屏母差CT回路2个接地点间的电流使母差保护误动作。5033开关C相电流互感器7S2接地后，造成母差电流回路两点接地。在线路接地时，由于升压站内的CT二次接地点处地电位升高，远高于母差屏电流二次回路接地点的电位，此时2个接地点间产生很大的感应电流流经母差电流回路(见图1)，导致母差保护误动。

图1 5033开关电流回路示意

为此，将5033开关C相CT返厂检修，并经相关试验，验证性能符合要求。再将5033开关C相CT 恢复运行，并作向量测试正确。

4 改进措施

(1) 加强对电流互感器二次绕组及二次回路的绝缘监督检查，使其规范化，以便及时发现并消除电流互感器和二次回路的绝缘缺陷。

(2) 5033开关拉开(母差CT二次回路2个接地点尚未消除)后，测试到母差保护C相有0.5～0.8 A的电流，表明正常情况下升压站与保护屏柜处地电位也不均匀。而当一次设备有接地短路故障电流流入升压站接地网时，2处的地电位差将更加显著，这是继电保护安全运行的重大威胁。故建议查明较高电位差的原因，并研究采取均衡地电位的措施，以防止继电保护装置发生异常动作。

(3) 建议调查升压站接地网接地电阻是否合格，接地网结构是否符合规程规定，腐蚀情况是否严重。如有问题应加以改造，以消除地电位“反击”的根源。

1 E.R.WHITEHEAD，王 璋.输电线路的保护[J].高电压技术，1981(1).

2 邱关源.电路(第四版)[M].北京：高等教育出版社，1999.

3 王维俭.电气主设备继电保护原理及运行[M].北京：中国电力出版社，1985.

2014-11-01。

曹 冕(1985-)，男，助理工程师，主要从事电力系统继电保护专业工作， email：seam19@163.com。

阮柏松(1982-)，男，工程师，主要从事电力系统继电保护专业工作。

王 欣(1982-)，男，助理工程师，主要从事电力系统继电保护专业工作。