220 kV Ⅲ/Ⅳ段母差及Ⅲ母线路保护CVT 断线缺陷分析

2022-02-11林泓涛王剑洪罗仁浩吴云芳

农村电气化 2022年1期

关键词：中白断线线电压

张翔，林泓涛，王剑洪，罗仁浩，吴云芳

（国网福建省电力有限公司检修分公司，福建福州 350000）

继电保护装置正常运行对于电网的安全稳定运行发挥着至关重要的作用，而继电保护装置CVT断线是一种较为常见的异常缺陷，但却存在着严重的危害，甚至会闭锁某些类型的继电保护装置，因此变电站运维人员如何及时有效地进行事故分析处理尤为关键。

1 案例分析

1.1 异常描述

2020 年02 月13 日，YZ 变电站后台初步检查，出现4类异常信号：

220 kV 中半Ⅰ路、中白Ⅰ路、中白Ⅲ路、中罗Ⅰ路两套线路保护装置异常、CVT 断线；

220 kV Ⅲ/Ⅳ母两套母差保护Ⅲ母差动开放、失灵开放、CVT 断线；220 kV 中白Ⅲ路、中罗Ⅰ路902 高频距离保护重合闸充电未完成；

220 kV Ⅲ段母线电压正常、220 kV 中半Ⅰ路、中白Ⅰ路、中白Ⅲ路、中罗Ⅰ路A 相电压为0；

220 kV Ⅲ母上的线路A 相电压为0、220 kV Ⅲ母电压正常。

现场进一步检查220 kV Ⅲ段母线CVT 外观及引线无明显异常；检查220 kV Ⅲ段母线CVT 端子箱保护、测量、计量CVT 小空开在合位，用万用表测量上下端电压均正常；检查220 kV 中半Ⅰ路、中白Ⅰ路、中白Ⅲ路、中罗Ⅰ路两套线路保护装置显示TV 断线、运行异常。

另外，中白Ⅲ路、中罗Ⅰ路902 高频距离保护充电完成灯灭；220 kV Ⅲ/Ⅳ母两套母差保护显示Ⅲ母差动开放、失灵开关、TV 断线、220 kV Ⅲ段母线Uab为60 V，220 kV Ⅳ段母线电压Uab为100 V；用万用表测量220 kV 中半Ⅰ路、中白Ⅰ路、中白Ⅲ路、中罗Ⅰ路两套线路保护、220 kV Ⅲ/Ⅳ母两套母差保护A650端子对N 均为0 V，B650，C650 对N 均为60 V。

1.2 异常分析

1.2.1 电压回路分析

从表1 可以看出，3YMa-E、3YMb-E、3YMc-E分别表示220 kV Ⅲ段母线CVT的A相、B相、C相的第一绕组，所在回路号分别为A650-E、B650-E、C650-E，同理可知图中220 kV Ⅲ段母线CVT 的第二绕组的符号回路对应关系。

表1 屏顶小母线符号、名称、回路对应关系

从图1可以看出，220 kV Ⅲ段母线CVT保护及测量绕组ⅢYHa、ⅢYHb、ⅢYHc 通过220 kV Ⅲ段母线CVT 保护及测量小空开ZKK Ⅲ接入220 kV CVT 并列装置2，分别通过2-7D57、2-7D63、2-7D69 端子输出，由A650-E、B650-E、C650-E回路接入3YMa-E、3YMb-E、3YMc-E 屏顶小母线。220 kV Ⅲ段母线CVT计量绕组回路同理，不再赘述。

图1 220 kV Ⅲ段母线CVT电压回路图

从图2可以看出，由17J 220 kV TV并列柜通过电缆号E2GY-134的八芯电缆在10J 故障录波屏处接入屏顶小母线，分别为3YMa-E、3YMb-E、3YMc-E、3YML-E、4YMa-E、4YMb-E、4YMc-E、4YMLE，（由图1 对应关系可知，其中3 根分别为220 kVⅢ段母线A相、B相、C相的第一组绕组即保护、测量绕组接入）。

图2 220 kV 保护小室（二）屏顶小母线布置图

从图3 可以看出，线路的保护装置、测控装置都是取3YMa-E、3YMb-E、3YMc-E 小母线电压，这就解释了为什么监控后台接在220 kV Ⅲ母上的线路A相电压为0，并且线路保护也报CVT断线。

图3 220 kV 线路保护交流回路图

从图4可以看出，220 kV Ⅲ-Ⅳ母差保护装置交流电压取自A650-E、B650-E、C650-E 回路，即3YMa-E、3YMb-E、3YMc-E小母线电压。

图4 220 kV 母差保护交流电压回路图

从图5可以看出监控后台220 kV Ⅲ段母线电压取自A650-E、B650-E、C650-E 回路、A1650-E、B1650-E、C1650-E回路，从关联关系可知，220 kVⅢ段母线电压由保护测控绕组、计量绕组共同输入，这就解释了为什么监控后台接在220 kV Ⅲ母电压正常，但是母差保护报CVT断线。

图5 220 kV 公用测控（二）交流电压回路图

查阅902 保护说明书，对于220 kV 902 线路保护TV 断线时，重合闸放电，这就解释了为什么在220 kV 中白Ⅲ路、中罗Ⅰ路902高频距离保护报CVT断线时，会出现重合闸充电未完。

1.2.2 故障点分析

结合前面的电压回路分析以及图1很容易看出，这个断开点正是从CVT并列装置输出给屏顶小母线A 相电压的接点E2GY-134/A650-E/7D-57，相当于断开了直接供给接在220 kV Ⅲ母上的220 kV 线路保护及测控、220 kV Ⅲ/Ⅳ母母差保护使用的A相电压，造成CVT 断线及相关异常现象，相关异常信号出现的原因，已在上节电压回路中结合说明了，不再重复说明。

1.2.3 安全措施申请分析

当出现以上异常信号后一段时间，CVT断线及相关异常信号出现了多次复归与重新报出，初步怀疑是端子松动虚接的可能性较大，预计查找故障的时间不长。这时该怎么向调度申请安全措施？

根据最新继保整定方案规定[1]，220 kV 母差保护出现CVT断线及电压闭锁开放时，可以继续运行不超过24 h。根据变电站运行规程规定，当出现线路CVT断线时，若已判断是外回路故障，应当申请退出该线路后备保护。

方案一：退出220 kV 中半Ⅰ路931/303 后备保护、退出中白Ⅰ路931/753 后备保护、退出中白Ⅲ路931 后备保护，退出中白Ⅲ路902 整套保护、中罗Ⅰ路转冷备用。

根据最新版调度规程13.3.2，220 kV 线路单套快速保护异常退出时间不超过24 h，双套快速保护异常退出时，2 h内必须采取临时补救措施，否则相关一次设备必须停役。由于中罗Ⅰ路是铁路专供线，中罗Ⅰ路的快速保护是距离保护，故需要中罗Ⅰ路陪停。另外，中白Ⅲ路902 高频距离保护不能退出超过24 h，如果预计排查时间会超时，中白Ⅲ路也应陪停，此种方案操作量和停电范围较大。

方案二：将220 kV CVT 并列装置切换至Ⅰ-Ⅲ母并列位置。

此种方案操作量最小，不需要停电，根据最新版调度规程[2]，不得将异常的电压互感器二次侧与其他正常运行的电压互感器二次侧并列，但是根据现场检查220 kV Ⅲ段母线CVT一次外观等并没有明显异常，各种异常现象都显示是交流电压回路有断开点的可能性较大，所以还是具备CVT 并列的条件，缺点就是并列后，相关母线保护、线路保护测控电压恢复正常后，检修人员不好查找故障点，会增加故障排查的时间。

方案三：检修人员先初步检查，若在规定的短时间内无法确定故障点，则再申请将220 kV CVT并列装置切换至Ⅰ-Ⅲ母并列位置。由于判断接点松动虚接的可能性较大，检修人员也已到站，预计查找故障的时间不长，经相关领导同意后，采取了方案三。

另外，由于931、902等线路保护装置本身有一个机制，当判别为CVT断线后，会自动退出距离保护、零序保护，并自动投入TV断线相过流和TV断线零序过流保护，对于中罗Ⅰ路的线路保护来说，退出了距离Ⅰ段，也就没有了速断的功能，当线路上有故障发生时，保护是延时跳闸的，存在越级跳闸的风险。