110 kV某变电站10 kV 1M母线速断保护动作分析与处理

陈淑芬

摘 要：分析了110 kV某变电站10 kV 1M母线速断保护动作，跳开#1主变10 kV侧501开关，同时，闭锁10 kV母联500开关备自投，引发10 kV 1M母线失压事故，然后根据设备的现场实际情况推理出各种可能的故障原因，并提出相应的处理措施。

关键词：母线速断；母线失压；110 kV变电站；开关备自投

中图分类号：TM407 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.146

1 事件现象

2016-05-02T19：53，110 kV某变电站10 kV 1M母线速断保护动作，#1主变10 kV侧501开关跳闸，同时，闭锁10 kV母联500开关备自投，造成10 kV 1M母线失压，巡维中心值班员到达现场检查10 kV1M母线无异常，10 kV F7某某线保护装置的动作灯亮，707开关在合闸位置，其他保护装置无异常信号。

2 技术分析

10 kV母线快速保护不是单独的保护装置，它由动作元件和闭锁元件两部分组成，即嵌入在主变变低后备保护装置中的动作元件和嵌入在10 kV间隔（包括10 kV馈线、站用变、接地变、电容器等，下同）保护装置中的闭锁元件组成。10 kV母线快速保护典型逻辑关系如图1所示。

由图1可知，动作元件反应流经主变变低开关的电流增大，当10 kV母线上发生任何相间短路的情况时，都能够反应。闭锁元件反应10 kV间隔电流增大，当10 kV间隔发生任何相间短路时，闭锁元件瞬时动作，发出闭锁信号。该信号被瞬时传送到变低后备保护装置中10 kV母线快速保护的逻辑回路中，以闭锁10 kV母线快速保护。

在10 kV母线快速保护功能设置为投入、10 kV分段开关处于分闸位置、无10 kV母线快速保护闭锁信号输入的情况下，如果发生10 kV母线故障，10 kV母线快速保护的动作元件动作，10 kV母线快速保护经延时T1跳开主变变低开关，同时，闭锁10 kV备自投。

当10 kV间隔保护范围内故障或10 kV分段开关在合闸位置时，闭锁元件瞬时发出闭锁信号，并传送至主变变低后备保护装置，闭锁10 kV母线快速保护。

110 kV某变电站10 kV母线快速保护与各10 kV间隔单元闭锁元件之间的闭锁信号传送递，采用硬接点方式，即将所有10 kV间隔单元保护装置中的闭锁元件瞬时动作出口接点并联，接入主变变低后备保护装置的10 kV母线快速保护闭锁开入回路，以闭锁变低后备保护装置中的10 kV母线快速保护。

2.1 运行方式

事故发生前，110 kV某变电站#1、#2、#3主变各带本段母线运行，各10 kV母线分列运行，10 kV母联500开关、550开关在分闸位置，各主变变低501、502甲、502乙、503开关在合闸位置，具体如图2所示。

事故发生后，110 kV某变电站#1主变10 kV侧501开关跳闸，10 kV 1M母线失压，#2、#3主变各带本段母线运行，10 kV母联500开关、550开关在分闸位置，具体如图3所示。

2.2 10 kV母线快速保护动作原因分析

10 kV母线快速保护动作原因有以下3点：①10 kV母线上发生短路故障，流经主变变低开关的故障电流达到10 kV母线速断保护定值；②10 kV间隔发生短路故障，流经主变变低开关的故障电流达到10 kV母线速断保护定值，但是，该10 kV间隔闭锁元件无动作；③10 kV间隔发生短路故障，流经主变变低开关的故障电流达到10 kV母线速断保护定值，闭锁元件动作，但是，闭锁信号没有传送到变低后备保护装置中10 kV母线快速保护的逻辑回路中。

2.3 处理过程

2016-05-02T19：53分，110 kV某变电站10 kV 1M母线快速保护动作，#1主变10 kV侧501开关跳闸，同时，闭锁10 kV母联500开关备自投，造成10 kV 1M母线失压；2016-05-02T20：20，巡维中心值班员到达现场检查10 kV 1M母线无异常，10 kV F7某某线保护装置的动作灯亮，707开关在合闸位置，其他保护装置无异常信号，将情况汇报调度，经监控班将10 kV F7某某线707开关远方分闸；2016-05-02T20：40，合上#1主变10 kV侧501开关，恢复10 kV 1M母线送电；2016-05-02T21：00，除了10 kV F7某某线外，恢复10 kV 1M母线上的馈线供电；2016-05-02T22：04，经调度令将10 kV F7某某线线路由热备用转为检修；2016-05-02T23：35，经调度令将10 kV F7某某线707开关由冷备用转为检修；2016-05-03，10 kV F7某某线保护检查无异常，更换保护的CPU插件、操作插件和电源插件后装置试验合格；2016-05-09T16：20，按照调度令将10 kV F7某某线707开关和线路由检修转为运行。

2.4 保护动作分析

现场检查10 kV F7某某线保护，除了发出母线速断闭锁外，没有其他保护动作，而#1主变低后备保护没有收到10 kV F7某某线保护发出的闭锁，10 kV母线快速保护动作。检查低后备保护装置事件记录、SOE记录均无闭锁快速母线保护开入记录。#1主变变低后备保护故障录波如图4所示。

从图4中可以看出，10 kV F7某某线线路故障发生后，10 kV 1M母线三相电压同时明显降低，三相电流同时明显升高，故障切除后，电压、电流同时消失。由此可判断，该线路发生了三相短路故障。

根据上述情况，对保护动作情况分析如下：①19：53：48：044，10 kV F7某某线发生三相短路故障，故障电流10.63 A（一次值6 378 A）超过10 kV母线速断闭锁保护定值2.5 A。7 ms后，10 kV F7某某线线路保护发出10 kV母线速断闭锁信号，闭锁信号持续277 ms后返回，未达到限时电流速断保护定值（0.3 s），因此，馈线保护未动作，707开关未跳闸。②19：53：48：049，#1主变低后备感受故障电流3.29 A（一次值13 160 A）超过10 kV母线速断保护定值1.5 A，10 kV母线速断保护启动。在动作时限0.2 s期间未收到馈线保护发送的闭锁信号，200 ms后母线速断保护动作跳开#1主10 kV侧501开关，并闭锁10 kV 母联500开关备自投，造成10 kV 1M母线失压。由于故障电流消失，10 kV F7某某线保护随即返回。

2.5 现场试验情况

2016-05-02，现场检修人员在检查10 kV某某线707开关机构时，目测机构正常，并无明显油渍或机械卡阻，机构二次接线紧固无松动，机构部件完整无损坏，检测线圈电阻分合阻值合格，闭锁线圈无损坏，机械特性和低电压动作试验均合格，传动合格正常。

2016-05-03，继保人员在10 kV F7某某线柜短接闭锁母线速断保护接点，#1主变低后备保护正常，收到相应闭锁开入。模拟故障时刻电流为10.63 A，以及各种故障时长，10kV F7某某线保护母线速断闭锁保护动作均正确，#1主变低后备保护均能正常收到相应闭锁开入。现场对10 kV F7某某线保护的母线速断闭锁保护进行逻辑校验，试验次数超过50次，校验结果均无异常。测量所有试验10 kV F7某某线保护的母线速断闭锁保护出口时间均小于35 ms，即为瞬时动作，满足技术规范要求。

之后，继保人员对全站47个间隔进行母线速断闭锁回路检查试验，所有间隔母线速断闭锁回路试验正确。

继保人员现场更换10 kV F7某某线保护的CPU插件、操作插件和电源插件，更换后装置试验合格，开关传动动作信号正确。更换下来的旧插件元器件外观检查无异常，所以，返厂作详细检测和进一步分析。

旧插件返厂后，厂家对插件CPU板（WB720）、操作板（WB740）、电源板（WB760B）进行多项测试，未发现异常现象，总共测试次数在700次以上，未能重现故障。

厂家开封检测操作板（WB740）的闭锁母线保护出口继电器（CJ4）发现，如图5所示，在该继电器内部存在少量可移动的磁极涂层杂质黏附在继电器触点上，杂质的位置可以移动变化，且在磁极上发现有涂层划伤。

当杂质刚好处于触点之间时，会造成继电器触点不能可靠闭合。而继电器动作一次后触点打开时，杂质被弹开，继电器触点恢复正常。

2.6 分析结果

由于10 kV F7某某线保护的母线速断保护闭锁出口继电器触点黏附了杂质，导致保护动作后未能可靠出口，#1主变低后备母线速断保护因为收不到10 kV F7某某线闭锁信号而动作，造成10 kV 1M母线失压。

3 归纳总结

综上所述，110 kV某变电站10 kV F7某某线线路发生三相短路，但是，10 kV F7某某线保护装置的母线速断保护闭锁出口继电器触点黏附了杂质，导致10 kV F7某某线保护动作后未能可靠出口闭锁#1主变低后备母线速断保护，从而使10 kV母线速断保护动作跳开#1主变10 kV侧501开关，并闭锁10 kV母联500开关备自投，造成10 kV 1M母线失压。另外，10 kV母线速断保护动作时限比10 kV馈线限时电流速断保护的动作时限短，在母线闭锁信号和回路故障时，容易失配造成越级动作。因为10 kV母线速断保护闭锁回路关联复杂、可靠性低， 所以，2016-05-12，调度决定将10 kV母线速断保护定值时限由0.2 s修改为0.6 s，保证与10 kV馈线定时限过流保护时限的0.3 s有一定级差，预防10 kV母线速断保护误动造成越级跳闸事件的重复发生。

〔编辑：白洁〕