有关500kV变电站的母线微机保护误动讨论

周恒　杨勇　全楠

摘 要：在电力系统中，母线保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。因此，设置动作可靠、性能良好的母线保护，使之能迅速检测出母线故障所在，并及时有选择性的切除故障是非常必要的。基于此，本文就某500kV变电站一起母线微机保护误动的原因进行分析，并提出整改措施。

关键词：500kV;误动;母线微机保护

一、500kV变电站的母线微机保护误动事故概况

某变电站500kV、220kV电气主接线图如图l所示。某日，500kV该变站内除5012、5022、5052断路器保持运行外，其余10台断路器均跳闸，500kVI.1I母线失压，#3主变发过负荷信号。

二、500kV变电站的母线微机保护误动事故分析

该变电站500kVI、II母线均配置BP一2A母线保护;断路器配置的保护为CSI一121A和LFP-921A。事故后对保护动作报文、故障录波进行调取：①BP一2A母线保护无任何报文，装置上“失灵保护动作”出口板上“出口1～16”灯全亮。由此可知，母差保护未动，失灵保护动作。②CSI-121A保护报文为SLCDCK，即失灵重动出口;LFP-92lA保护报文为LTST，即三相联跳出口。这些都不是断路器保护本身的动作，事故时保护装置模拟量均无异常。③除各开关变位、BP_2A失灵保护动作报文外，还报“2007一08—12T19-54-24-444#3主变I、II套保护风冷启动（n58）！”、“2007-08-12T19-54—27—567#3主变油流异常（n43）！”、“2007-08-12T19-54-27-967#3主变油流异常（n43）！复归”、“2007-08-12T19-54—31-29#3主变冷却器电机故障（n37）！”，而这4个信号只有在#3主变风冷启动时才会出现。

通过分析保护、监控系统SOE报文，可作出以下判断：①排除工作人员“三误”的可能性;②排除一次系统故障的可能性（联系中调、地调，事故前电网运行稳定）;③BP一2A母线失灵保护动作出口，跳开500kVI、II母线上lO台断路器;④确认此次事故是由直流系统干扰引起，并针对“#3主变油流异常”信号多次出现的现象把#3主变风冷控制系统作为重点检查对象。

三、500kV变电站的母线微机保护误动干扰源的查找

对500kVI、II母BP一2A母线保护进行失灵动作脉冲展宽试验，检查BP一2A母线保护失灵动作延时是否为装置固有展宽10ms。通过微机试验台接点控制失灵开入的接通时间，检查该保护实际需要多长的开入时间才能使失灵保护出口，试验结果见表l。

由表1可知，失灵开入的接通时间小于lOms时，保护仍然能动作。将失灵接点接入示波器进行监视，发现断开失灵开入外部接点后，失灵开入回路的电压有一个缓降过程（电容器放电过程），这实际延长了失灵开入时间。通过波形判断，失灵开入回路的返回电压约为50～60V。又由于失灵开入回路在保护内部使用的是光隔（光电隔离器），而光隔为电流动作元件，其动作电流约为2～3mA，因此该母线保护的失灵开入回路灵敏度很高，不能有效躲过直流回路的干扰。

拔出保护的失灵开入插件，发现各失灵开入回路均并接有1个100nF的电容器（干扰吸收回路）。由于电容器存在充放电过程，因此展宽了失灵开入回路的时间，同时也展宽了外部干扰的持续时间。在500kVI母BP一2A母线保护上接入干扰监视设备，监视点为5011、5021、503l、5041断路器失灵开入回路和直流母线“+”、“一”对地回路。

在上述故障发生的第二天，监视设备捕捉到一个强烈干扰。干扰发生时，#3主变风冷控制系统接触器正好启动，温度l启动风扇。查看监控后台记录，此时正好发出“#3主变1、2套保护风冷启动（n58）”、“3#主变油流异常（n43）”信號。此情况验证了事故调查时的判断：干扰源在#3主变风冷控制系统。停电检查#3主变，发现控制箱内501.1接触器上K17、K18回路的2根接线接反，二次线为厂家原产配线，无后期改接现象。

综上所述，由于#3主变A相第l组风冷控制回路接线错误，导致交流电源串人直流系统。使2套BP-2A母线保护的失灵启动回路同时受到干扰。而BP一2A母线保护的抗干扰能力也未达到设计要求，因此造成保护误动作。

四、500kV变电站的母线微机保护误动事故暴露的问题及整改措施

这次事故暴露出以下问题：①#3主变A相第l组风冷控制回路接线有错误，设备出厂验收存在问题;②BP一2A母线保护抗干扰能力未达到设计要求，失灵保护启动网路展宽延时不够;③在安装调试中，基建单位未按接线图核对接线的正确性，没有做启动备用风冷系统试验;运行单位在主变定检中没有规范风冷系统的试验项目。

针对以上问题应采取以下整改措施：①对500kVBP一2A母线保护进行整改，同时针对BP一2B保护与厂家沟通，拟订反事故技术措施计划并实施。具体实施办法是在母差失灵开入光隔前增加强电中间继电器（功率为5W），保证小脉冲不会造成保护误动;增加失灵开入回路脉冲的启动延时（增加20ms），确保能躲过可能遇到的长脉宽干扰脉冲。②基建、运行单位在投运验收中要把好关。在运行维护中规范定检项目。特别足在主变验收工作中要完善备用风冷系统的验收项目。③加大对直流系统瞬时接地和干扰的监测。定期监督分析相关信号，重点排查干扰源，消除潜在隐患。④对断路器失灵保护开入、线路保护开入、远跳通道开入等采用光隔的环节以及直流串扰概率较高的部位，在大修期间要重点检查，进行动作功率及脉冲延时试验。

五、小结

总之，母线是电力系统的重要设备，在整个输配电系统中起着非常重要的作用。由此，母线保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。

参考文献

[1]王梅义.电网继电保护应用[M].北京：中国电力出版社，1999.

[2]朱声石.高压电网继电保护原理与技术[M].北京：中国电力出版社，1995.