110kV主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作事故原因分析及應(yīng)對措施研究

高奕釗 胡凱 趙睿 臧玉龍 束春杰 劉烊

【摘要】本文通過對某一起110kV主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作事故進(jìn)行分析，尋找事故的原因，并在最后提出了預(yù)防措施，希望為電力系統(tǒng)的安全保護(hù)提供一些幫助。

【關(guān)鍵詞】主變差動(dòng)? 差動(dòng)保護(hù)? 誤動(dòng)作

引言：電流差動(dòng)是一種被廣泛運(yùn)用的保護(hù)動(dòng)作，主要應(yīng)用在母線、發(fā)電機(jī)、變壓器這一類電站基礎(chǔ)元件。因?yàn)樵砗唵巍踩煽?，所以多個(gè)地區(qū)都在采用這種保護(hù)方式。但是在實(shí)際操作中，偶爾也會出現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作這一特殊情況，影響電力設(shè)備的安全運(yùn)行。

一、110kV主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作事故案例介紹

（一）主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作事故經(jīng)過

本次事故的發(fā)生原因是因?yàn)橹髯兊谋Ｗo(hù)配置發(fā)生了問題，其中的差動(dòng)保護(hù)配置為保護(hù)氣動(dòng)后二十五毫秒內(nèi)執(zhí)行動(dòng)作的差動(dòng)速斷保護(hù)，型號是RCS-9671C，還有一各保護(hù)配置是經(jīng)二次諧波制動(dòng)在保護(hù)啟動(dòng)后35毫秒內(nèi)執(zhí)行動(dòng)作的比率差動(dòng)保護(hù)，除此之外，最后一種保護(hù)配置是中低壓的側(cè)過電流保護(hù)，這個(gè)保護(hù)配置具有CT斷線判別功能，這三種保護(hù)配置共同組成了RCS-9671C差動(dòng)保護(hù)配置。

但是在系統(tǒng)發(fā)生故障前，其所擁有的110kV的系統(tǒng)，以及進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)的三臺具有10kV主變的系統(tǒng)，都已經(jīng)成為了分裂運(yùn)行狀態(tài)。在二十三時(shí)二十四分三十八秒三百二十八毫秒的時(shí)候系統(tǒng)發(fā)生了故障，導(dǎo)致主變發(fā)生跳閘現(xiàn)象。通過人員檢測，發(fā)現(xiàn)低壓側(cè)的某一相具有明顯的故障電流，電流大小為4.245kA，因此主變#1型號執(zhí)行了差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，直接斷開了#1的開關(guān)，開關(guān)型號分別是主變變高1101，主變變低501兩個(gè)開關(guān)。而在這時(shí)，擁有10kV的主變系統(tǒng)10kV 1M出現(xiàn)了失去電壓的現(xiàn)象，并且具有501變低開關(guān)的CT中低測壓過電流保護(hù)功能的保護(hù)配置出現(xiàn)無流現(xiàn)象。而10kV據(jù)自身具備的自投裝置發(fā)生差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作條件符合當(dāng)前所出現(xiàn)的電壓情況，所以10kV備自投裝置根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的功能發(fā)出差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作關(guān)上了處在10kV分段的編號521的開關(guān)。

（二）主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作事故原因分析

根據(jù)在事后取得的站端故障錄波器中成像顯示的波形圖可以看出，主變高壓側(cè)產(chǎn)生的某一端相電流要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩側(cè)的相電流，數(shù)值達(dá)到了兩倍。而且另外兩側(cè)的相電流其相位是正好相反的。再觀察主變高壓側(cè)所呈現(xiàn)的電流波形，可以清晰的看出故障特性和低壓側(cè)某兩端所產(chǎn)生的相見短路的問題較為相似。

根據(jù)故障邊界條件，通過對型號的#1的主變高壓側(cè)電流所存在的相位特征以及具備的幅值來看，可以利用矢量分析來進(jìn)行研究。因?yàn)槭噶糠治鲋恍枰獙φ?fù)序分量和無零序分量。一般來說，正序和負(fù)序的中高壓都要低壓側(cè)朝向30°，區(qū)別在于正序分量方向在于中高壓的側(cè)滯方，而負(fù)序分量方向在于中高壓的側(cè)超前方。根據(jù)這個(gè)特征，我們可以反方向推測，低壓側(cè)的電流幅值應(yīng)該是由中心像整點(diǎn)方向均勻分散，相位關(guān)系應(yīng)該是成“╬”形三端向上，六端向下分布。通過與之前的故障示波器所生成的實(shí)際錄波圖對比，可以看出波形圖中低壓側(cè)僅有一個(gè)相電流存在，其他的均沒有電流。所以和繪制的向量圖是不相符的。因此要判斷主變低壓側(cè)發(fā)生的故障相別還需要其他的信息支持才能做出正確的判斷。

根據(jù)剛才的分析可得知對于型號為#1的主變高低壓側(cè)呈現(xiàn)出來的電流矢量具有沖突。所以要想避免錄波通道的單獨(dú)任一路通道產(chǎn)生類似低壓側(cè)某一相電流的問題，要去獲取其他的波形信息進(jìn)行參考。能夠利用的方式是選擇核對主變高低壓側(cè)的差電流，通過復(fù)核的形式進(jìn)行重新檢查。通過這種方式，在針對型號為#1的主變的差動(dòng)保護(hù)，還有一各叫做南瑞繼保RCS-9671C型號的保護(hù)配置。可以在差動(dòng)保護(hù)軟件之內(nèi)開始折算，折算的方式是Y-Δ，這種折算方式也被叫做全星型連接方式。由此可以算出值為=（-）/;=（-）/;=（-）/的高壓側(cè)電流標(biāo)幺值，這一值是通過相位調(diào)整之后才得出來的。

經(jīng)過電流相位折算后，可以得知高壓側(cè)的電流IA和IC的相位是正好相反，但是大小卻是完全相等的關(guān)系。所以對比低壓側(cè)電流，選擇差流計(jì)算就可以發(fā)現(xiàn)，高壓側(cè)電流折算后其實(shí)就只有某一端的相有差流存在，另外兩端的相電流如果進(jìn)行疊加，他們的矢量和會變成零。

針對這種情況，主要的猜測方向?yàn)槭欠裼袇^(qū)域外部發(fā)生的故障電流穿越到了主變或者差動(dòng)保護(hù)配置中發(fā)生了上述現(xiàn)象。根據(jù)這種猜想，對10kV 1M的具有關(guān)聯(lián)的保護(hù)間隔進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，檢查結(jié)果為在10kV所具有的型號為F01的饋線處，發(fā)現(xiàn)了保護(hù)啟動(dòng)報(bào)告，通過保護(hù)啟動(dòng)報(bào)告得知當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，在該條饋線的某一相線路有瞬時(shí)故障電流經(jīng)過。先是其大小正好為4.328kA，這個(gè)數(shù)值和最開始的主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作錄波圖中經(jīng)過主變抵押側(cè)某一項(xiàng)流過的故障電流幾乎相同，也就是故障產(chǎn)生的原因很可能就是因?yàn)樵?0kV所擁有的饋線F01處某一項(xiàng)線所發(fā)生的故障電流擊穿了主變差動(dòng)保護(hù)配置，讓主變變低其中一項(xiàng)低壓側(cè)相發(fā)生了接地的情況。

根據(jù)一些列的分析最終確定主變變低某相的故障點(diǎn)。經(jīng)檢查跳閘后的現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)型號為#1的主變在10kV的母線橋上該項(xiàng)的避雷器已經(jīng)燒損。證實(shí)高電壓故障電流通過接地流向避雷器造成避雷器被擊穿而產(chǎn)生短路故障。

二、110kV主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作應(yīng)對措施

為避免再次發(fā)生類似的情況，要立刻跟保護(hù)廠家取得聯(lián)系，讓其對差動(dòng)保護(hù)裝置的避雷器和軟件版本進(jìn)行升級，對電流感染的防護(hù)能力也要做好措施。除了設(shè)備的問題之外，也要對符合整定的人員進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)，制定整定規(guī)程，要對定值單里的內(nèi)容和整定數(shù)據(jù)完全疲憊，避免人員失誤造成的事故。還要提高檢修人員的專業(yè)能力，定時(shí)對保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)試，在采用新的保護(hù)裝置之前做好驗(yàn)收工作，防止出現(xiàn)質(zhì)量問題。調(diào)試的時(shí)候要保證數(shù)值的準(zhǔn)確和所需項(xiàng)目的齊全。

三、結(jié)論

現(xiàn)階段的運(yùn)維人員對于電力系統(tǒng)常見的問題已經(jīng)非常熟練，能夠輕松的解決類似跳閘一類的事故，但是對于導(dǎo)致異常事故的波形分析能力還有一些欠缺。所以要全面提升運(yùn)維人員的分析和解決問題的能力，提高對電力系統(tǒng)的了解和對異常變化的規(guī)律掌握，為電力系統(tǒng)提供穩(wěn)定的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐斐.系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤引起的主變保護(hù)誤動(dòng)作事故[J].科技與創(chuàng)新，2018（21）：87-88.