一起失灵保护误动分析及启示

孙得贤，牛立杰

（南京南瑞继保电气有限公司，江苏 南京 211102）

0 引 言

继电保护作为电力系统安全稳定运行三道防线中的第一道防线，对保证电力系统正常运行，防止事故发生和扩大起到了重要作用。电力系统运行方式多样且多变，二次回路接线多，回路复杂，这对继电保护配置、二次回路设计以及运维增加了很大难度。母差保护和失灵保护由于动作后涉及的范围比较广，其动作正确性尤为重要。保护之间的相互配合，二次回路设计的合理性，各种情况下保护功能的投退均会影响保护的正确动作。本文围绕一起失灵保护误动事故，就以上3个影响保护正确动作的主要因素进行了深入分析，其分析成果对预防类似事件的发生提供了对策[1-4]。

1 案例概况

某330 kV枢纽变电站中，330 kV为双母单分段母联兼旁接线。2018年6月27日，用户在停电更换330 kV母联CT后进行通流试验的时候，母联充电保护动作，随后母联充电保护启动母联失灵保护，将母线上的所有开关跳开，保护动作报告如图1所示。

图1 保护动作报告

2 保护动作分析

通过现场调取的母线保护装置录波数据分析，用户在对330 kV母联开关进行通流试验时，母线保护中的母联充电保护功能处于投入状态。母联功能闭锁开入50SOTF.BI_Blk为0，功能使能开入50SOTF.BI_En为1，充电保护投入控制字Bay20.50SOTF.En、Bay21.50SOTF.En以及Bay22.50SOTF.En为1，充电保护投入软压板50SOTF.Link为1。保护逻辑如图2所示[5]。

图2 母联充电保护功能投入逻辑图

用户对母联开关进行通流实验时，母联一次电流幅值约为1 540 A，大于母联充电电流定值1 500 A（如图3所示），且因为母联充电保护处于投入状态，所以母联充电保护动作。

图3 母联通流电流幅值

由于母差保护中母联失灵保护固定投入，不受差动保护及失灵保护压板投退的影响，且充电保护动作后母联持续有流，同时电流定值大于母联失灵保护定值（648 A），因此经过母联失灵动作延时（250 ms），母联失灵保护动作切除与母联开关相关联的两条母线。母联失灵保护逻辑如图4所示。

图4 母联失灵保护逻辑图

3 设计方案分析

3.1 电气主接线及保护配置

330 kV变电站电气主接线如图5所示，该站330 kV部分为双母单分段母联兼旁接线，该主接线允许各间隔断路器检修时，通过母联进行代路运行。此外，该站330 kV母线配置集中式母差保护装置，同时集成母联过流，间隔失灵保护功能（包括母联），CT及出口回路均配置Test block试验盒（可插入试验插件，断开外部回路）。而且母联间隔配置两套独立的母联保护装置A和B，CT、PT及出口均配置Test block试验盒。

图5 330 kV变电站电气主接线

3.2 相关保护功能投退

根据调度定值，正常运行时母差保护装置仅投入母线差动保护和支路失灵保护，退出母联充电保护和母联失灵保护。在屏柜面板设置母差保护和失灵保护投退把手，母差保护装置未接入母线电压[6]。

第一套母联保护装置A配置线路差动、过流保护、手合加速及母联失灵保护，第二套母联保护装置B配置纵联保护、距离保护、过流保护、手合加速、过电压保护及重合闸。母联代路时，两套母联保护装置A、B作为线路保护使用，同时跟对侧线路保护进行配合。当母联未代路时，闭锁第一套母联保护装置A中除过流保护外的所有保护部分保护功能以及第二套母联保护装置B中的全部保护功能，第一套母联保护装置A在未代路时作为母联保护。

4 事故原因分析

母差保护装置中，失灵功能开入描述为退出失灵保护，但实际此开入只控制支路失灵保护，母联失灵是固定投入的，不受此开入影响。在失灵保护投退把手打到退出状态时，母联失灵保护仍然投入，用户误以为退出了全部失灵保护。现场母联充电保护在母差保护装置中误投入，母联充电保护动作后启动了母差保护装置中的母联失灵保护，跳闸出口[7,8]。

5 对 策

一是母联充电保护功能在母联第一套保护装置A中完成，需将母差保护中的充电保护控制字退出。二是旁路状态下的母联失灵保护逻辑在母联第一套保护装置A中完成，失灵保护动作后一时限跳本开关，二时限经失灵启动开出硬压板启动母差保护装置中母联失灵保护，经短延时联跳相关母线。三是各支路旁路刀闸开入并联后接入母联第一套保护装置A中，完成母联、旁路状态切换，增加相关逻辑，实现母联充电状态下自动投入充电保护功能和开关合位或某支路旁路刀闸合位情况下自动退出充电保护功能[9,10]。四是在进行设备检修和通流试验时，为了避免保护误动，使用Test block模块的断开回路功能，使用专用插头插入Test block，切断跳闸回路。检修工作和相应试验结束后，拔出专用插头，跳闸回路恢复。

6 结 论

在双母线（双母分段）兼旁接线方式下，为简化二次回路设计，母联保护配置推荐按线路间隔进行配置，且能通过旁路刀闸位置自动进行运行状态判断。为方便运维，母联充电保护和母联失灵保护设置在专门的母联保护装置中，退出母差保护中的母联充电和失灵保护功能。此外，现场进行设备检修或试验时，应做好安全防护工作，断开全部跳闸回路，试验完成后进行恢复。