110kV主变差动保护误动作事故原因分析及应对措施研究

高奕钊 胡凯 赵睿 臧玉龙 束春杰 刘烊

【摘要】本文通过对某一起110kV主变差动保护误动作事故进行分析，寻找事故的原因，并在最后提出了预防措施，希望为电力系统的安全保护提供一些帮助。

【关键词】主变差动  差动保护  误动作

引言：电流差动是一种被广泛运用的保护动作，主要应用在母线、发电机、变压器这一类电站基础元件。因为原理简单、安全可靠，所以多个地区都在采用这种保护方式。但是在实际操作中，偶尔也会出现差动保护误动作这一特殊情况，影响电力设备的安全运行。

一、110kV主变差动保护误动作事故案例介绍

（一）主变差动保护误动作事故经过

本次事故的发生原因是因为主变的保护配置发生了问题，其中的差动保护配置为保护气动后二十五毫秒内执行动作的差动速断保护，型号是RCS-9671C，还有一各保护配置是经二次谐波制动在保护启动后35毫秒内执行动作的比率差动保护，除此之外，最后一种保护配置是中低压的侧过电流保护，这个保护配置具有CT断线判别功能，这三种保护配置共同组成了RCS-9671C差动保护配置。

但是在系統发生故障前，其所拥有的110kV的系统，以及进行差动保护的三台具有10kV主变的系统，都已经成为了分裂运行状态。在二十三时二十四分三十八秒三百二十八毫秒的时候系统发生了故障，导致主变发生跳闸现象。通过人员检测，发现低压侧的某一相具有明显的故障电流，电流大小为4.245kA，因此主变#1型号执行了差动保护动作，直接断开了#1的开关，开关型号分别是主变变高1101，主变变低501两个开关。而在这时，拥有10kV的主变系统10kV 1M出现了失去电压的现象，并且具有501变低开关的CT中低测压过电流保护功能的保护配置出现无流现象。而10kV据自身具备的自投装置发生差动保护的动作条件符合当前所出现的电压情况，所以10kV备自投装置根据预先设定好的功能发出差动保护动作关上了处在10kV分段的编号521的开关。

（二）主变差动保护误动作事故原因分析

根据在事后取得的站端故障录波器中成像显示的波形图可以看出，主变高压侧产生的某一端相电流要远远高于其他两侧的相电流，数值达到了两倍。而且另外两侧的相电流其相位是正好相反的。再观察主变高压侧所呈现的电流波形，可以清晰的看出故障特性和低压侧某两端所产生的相见短路的问题较为相似。

根据故障边界条件，通过对型号的#1的主变高压侧电流所存在的相位特征以及具备的幅值来看，可以利用矢量分析来进行研究。因为矢量分析只需要对正负序分量和无零序分量。一般来说，正序和负序的中高压都要低压侧朝向30°，区别在于正序分量方向在于中高压的侧滞方，而负序分量方向在于中高压的侧超前方。根据这个特征，我们可以反方向推测，低压侧的电流幅值应该是由中心像整点方向均匀分散，相位关系应该是成“╬”形三端向上，六端向下分布。通过与之前的故障示波器所生成的实际录波图对比，可以看出波形图中低压侧仅有一个相电流存在，其他的均没有电流。所以和绘制的向量图是不相符的。因此要判断主变低压侧发生的故障相别还需要其他的信息支持才能做出正确的判断。

根据刚才的分析可得知对于型号为#1的主变高低压侧呈现出来的电流矢量具有冲突。所以要想避免录波通道的单独任一路通道产生类似低压侧某一相电流的问题，要去获取其他的波形信息进行参考。能够利用的方式是选择核对主变高低压侧的差电流，通过复核的形式进行重新检查。通过这种方式，在针对型号为#1的主变的差动保护，还有一各叫做南瑞继保RCS-9671C型号的保护配置。可以在差动保护软件之内开始折算，折算的方式是Y-Δ，这种折算方式也被叫做全星型连接方式。由此可以算出值为=（-）/;=（-）/;=（-）/的高压侧电流标幺值，这一值是通过相位调整之后才得出来的。

经过电流相位折算后，可以得知高压侧的电流IA和IC的相位是正好相反，但是大小却是完全相等的关系。所以对比低压侧电流，选择差流计算就可以发现，高压侧电流折算后其实就只有某一端的相有差流存在，另外两端的相电流如果进行叠加，他们的矢量和会变成零。

针对这种情况，主要的猜测方向为是否有区域外部发生的故障电流穿越到了主变或者差动保护配置中发生了上述现象。根据这种猜想，对10kV 1M的具有关联的保护间隔进行了详细的检查，检查结果为在10kV所具有的型号为F01的馈线处，发现了保护启动报告，通过保护启动报告得知当故障发生时，在该条馈线的某一相线路有瞬时故障电流经过。先是其大小正好为4.328kA，这个数值和最开始的主变差动保护动作录波图中经过主变抵押侧某一项流过的故障电流几乎相同，也就是故障产生的原因很可能就是因为在10kV所拥有的馈线F01处某一项线所发生的故障电流击穿了主变差动保护配置，让主变变低其中一项低压侧相发生了接地的情况。

根据一些列的分析最终确定主变变低某相的故障点。经检查跳闸后的现场，发现型号为#1的主变在10kV的母线桥上该项的避雷器已经烧损。证实高电压故障电流通过接地流向避雷器造成避雷器被击穿而产生短路故障。

二、110kV主变差动保护误动作应对措施

为避免再次发生类似的情况，要立刻跟保护厂家取得联系，让其对差动保护装置的避雷器和软件版本进行升级，对电流感染的防护能力也要做好措施。除了设备的问题之外，也要对符合整定的人员进行严格的培训，制定整定规程，要对定值单里的内容和整定数据完全疲惫，避免人员失误造成的事故。还要提高检修人员的专业能力，定时对保护装置进行调试，在采用新的保护装置之前做好验收工作，防止出现质量问题。调试的时候要保证数值的准确和所需项目的齐全。

三、结论

现阶段的运维人员对于电力系统常见的问题已经非常熟练，能够轻松的解决类似跳闸一类的事故，但是对于导致异常事故的波形分析能力还有一些欠缺。所以要全面提升运维人员的分析和解决问题的能力，提高对电力系统的了解和对异常变化的规律掌握，为电力系统提供稳定的保障。

参考文献：

[1]徐斐.系统参数设置错误引起的主变保护误动作事故[J].科技与创新，2018（21）：87-88.