一起母差保護誤動作事故分析及改進措施

曹 冕，阮柏松，王 欣

(1.淮滬電力有限公司田集第二發(fā)電廠，安徽 淮南 232098；2.淮南平圩發(fā)電有限公司，安徽淮南 232082；3.淮南電力檢修公司，安徽 淮南 232082)

一起母差保護誤動作事故分析及改進措施

曹 冕1，阮柏松2，王 欣3

(1.淮滬電力有限公司田集第二發(fā)電廠，安徽 淮南 232098；2.淮南平圩發(fā)電有限公司，安徽淮南 232082；3.淮南電力檢修公司，安徽 淮南 232082)

介紹了某電廠發(fā)生的一起母差保護誤動作事故，從Ⅱ母線第1套母差保護裝置跳閘后、Ⅱ母線恢復(fù)過程中及5033開關(guān)停運后的設(shè)備檢查3方面調(diào)查，分析了母差保護誤動作事故的原因，并提出了相應(yīng)的改進措施。

母差保護；誤動作；電流互感器；兩點接地

1 事故現(xiàn)象

某電廠500 kV升壓站系雙母線3/2斷路器接線方式，第1，2套母差保護均采用ABB公司生產(chǎn)的RED521保護裝置，于2006年安裝投運。RED521保護裝置采用比率制動原理，是快速和有選擇性的分相母線保護裝置。由于該廠配置的母差保護不符合雙重化配置的要求，且不具備事故錄波功能，廠家也不再提供備品，影響了母差保護裝置的正常使用維護，故該電廠于2013年更換了這2套母差保護裝置。

2012-05-05T21：58，電廠集控室報警光字牌發(fā)“5013開關(guān)事故跳閘”，NCS報警畫面發(fā)“Ⅱ母線第1套C相差動保護動作”、“Ⅱ母線第1套差動保護動作”、“5023開關(guān)事故跳閘”、“5033，5043，5053開關(guān)總跳閘動作”報警。NCS畫面上顯示5013，5023，5033，5043，5053開關(guān)跳閘，Ⅱ母母線電壓降為0。

2 事故原因調(diào)查

2.1 Ⅱ母線第1套母差保護裝置跳閘后檢查

(1) 第1套母差保護裝置的實際定值與定值單一致。

(2) 第1套母差保護裝置有“TRP L3”(C相跳閘)報警。

(3) 線路5312和5302的線路保護B相零序元件、接地選相元件及Ⅱ/Ⅲ距離元件啟動(2線路接地故障由相鄰變電站保護切除)。

查閱5312和5302線路的錄波圖可知，5013開關(guān)的跳閘是在接地故障切除后1～2個周波內(nèi)發(fā)生的，而5043開關(guān)的跳閘則是延后10個周波左右發(fā)生的，二者相差的時間就是跳閘位置輔助繼電器的動作時間。

(4) 就地檢查5013，5023，5033，5043和5053開關(guān)的CT(電流互感器)二次回路，沒有開路現(xiàn)象。

2.2 Ⅱ母線恢復(fù)過程中檢查

(1) 合上5033和5013開關(guān)后，對比第1，2套保護裝置，發(fā)現(xiàn)第1套L3(C相)制動電流約比第2套大100 A(一次值，下同)。

(2) 合上5033，5013和5043開關(guān)后，對比第1，2套保護裝置，發(fā)現(xiàn)第1套L3(C相)的制動電流約比第2套大100 A，差動電流約比第2套大100 A。

(3) 合上5033，5013，5043，5053和5023開關(guān)后，對比第1，2套保護裝置，發(fā)現(xiàn)第1套L3(C相)的差動電流為182 A，制動電流約為930 A；第2套L3(C相)的差動電流為13 A，制動電流約為830 A。

(4) 合上5033，5013，5043，5053和5023開關(guān)后檢查母差保護二次電流相序正確。

(5) 對母線保護中5033開關(guān)電流進行向量核對，數(shù)據(jù)如表1所示。

在Ⅱ母第1套保護屏后短接5033開關(guān)CT 3相CT側(cè)電流，斷開保護側(cè)連片，用鉗形表測量保護屏CT側(cè)電流，數(shù)據(jù)如表2所示。

表1 5033開關(guān)電流向量值

表2 CT側(cè)電流向量值

通過以上測量數(shù)據(jù)，初步確認可能是外回路異常造成了Ⅱ母母差第1套5033開關(guān)C相電流相位不正確。

2.3 5033開關(guān)停運后檢查

(1) 在5033開關(guān)CT端子箱，測量Ⅱ母第1套母差保護電流，測量數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 第1套母差保護電流數(shù)據(jù)

(2) 在5033開關(guān)CT端子箱，短接Ⅱ母第1套母差保護，斷開連接片，測量其電流，測量數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 保護側(cè)及CT側(cè)電流數(shù)據(jù)

(3) 在5033開關(guān)CT端子箱，短接Ⅱ母第1套母差保護繞組(7S繞組)，斷開端子連接片，在5033開關(guān)C相CT本體二次接線端子盒，測量Ⅱ母第1套母差保護繞組(7S繞組)電流，測量數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 CT端子盒內(nèi)電流數(shù)據(jù)

(4) 拆開5033開關(guān)C相CT本體二次端子盒至CT端子箱的電纜兩側(cè)，用500 V搖表測該電纜絕緣，測量數(shù)據(jù)如表6所示。

表6 電纜絕緣數(shù)據(jù)

(5) 在5033開關(guān)CT本體二次端子接線盒處(A，B，C 3相)，檢查二次繞組7S1，7S2(Ⅱ母第1套母差保護)絕緣，測量數(shù)據(jù)如表7所示。由此可以確定5033開關(guān)C相CT 7S繞組接地。

表7 二次繞組7S絕緣數(shù)據(jù)

2.4 5033開關(guān)C相CT返廠檢查

查閱設(shè)備定期巡檢記錄，2012-04-28Ⅱ母第1套母差保護C相差流為7 A，說明在當日前Ⅱ母第1套母差保護5033開關(guān)C相CT回路無異常。

2012-05-05母差保護動作后，5033開關(guān)C相CT返廠檢查，發(fā)現(xiàn)該CT二次繞組中7S2引出線靠近二次引線延長管處因受壓而破損并對地擊穿。

3 母差保護誤動作原因分析

(1) 5033開關(guān)C相電流互感器二次引出線絕緣損壞被擊穿接地。5033開關(guān)電流互感器二次引出線絕緣破損，存在絕緣隱患。5月5日晚線路5302和5312 B相接地，造成升壓站內(nèi)地電位升高，地電位“反擊”使5033開關(guān)C相電流互感器繞組7S2引出線絕緣破損處對地擊穿，造成接地。

(2) 升壓站與保護屏母差CT回路2個接地點間的電流使母差保護誤動作。5033開關(guān)C相電流互感器7S2接地后，造成母差電流回路兩點接地。在線路接地時，由于升壓站內(nèi)的CT二次接地點處地電位升高，遠高于母差屏電流二次回路接地點的電位，此時2個接地點間產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流流經(jīng)母差電流回路(見圖1)，導(dǎo)致母差保護誤動。

圖1 5033開關(guān)電流回路示意

為此，將5033開關(guān)C相CT返廠檢修，并經(jīng)相關(guān)試驗，驗證性能符合要求。再將5033開關(guān)C相CT 恢復(fù)運行，并作向量測試正確。

4 改進措施

(1) 加強對電流互感器二次繞組及二次回路的絕緣監(jiān)督檢查，使其規(guī)范化，以便及時發(fā)現(xiàn)并消除電流互感器和二次回路的絕緣缺陷。

(2) 5033開關(guān)拉開(母差CT二次回路2個接地點尚未消除)后，測試到母差保護C相有0.5～0.8 A的電流，表明正常情況下升壓站與保護屏柜處地電位也不均勻。而當一次設(shè)備有接地短路故障電流流入升壓站接地網(wǎng)時，2處的地電位差將更加顯著，這是繼電保護安全運行的重大威脅。故建議查明較高電位差的原因，并研究采取均衡地電位的措施，以防止繼電保護裝置發(fā)生異常動作。

(3) 建議調(diào)查升壓站接地網(wǎng)接地電阻是否合格，接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)是否符合規(guī)程規(guī)定，腐蝕情況是否嚴重。如有問題應(yīng)加以改造，以消除地電位“反擊”的根源。

1 E.R.WHITEHEAD，王 璋.輸電線路的保護[J].高電壓技術(shù)，1981(1).

2 邱關(guān)源.電路(第四版)[M].北京：高等教育出版社，1999.

3 王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護原理及運行[M].北京：中國電力出版社，1985.

2014-11-01。

曹 冕(1985-)，男，助理工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護專業(yè)工作， email：seam19@163.com。

阮柏松(1982-)，男，工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護專業(yè)工作。

王 欣(1982-)，男，助理工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護專業(yè)工作。