220kV主變保護誤動作的故障原因分析

劉岑俐 劉林

摘? 要：本文以一次220kV主變保護跳閘為例，闡述了變電站出線故障導(dǎo)致保護異常動作的分析過程。并依據(jù)故障現(xiàn)象對動作原因進行了分析，并提出了解決方法和改進措施。

關(guān)鍵詞：220kV;主變保護;誤動

中圖分類號：TM772? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）10-0000-00

1 故障前電網(wǎng)運行方式

故障前電網(wǎng)運行方式詳見圖1，某220kV變電站110kVⅠ母、110kVⅡ母并列運行，1號主變111、110kV線路101運行在110kVⅠ母，2號主變112運行在110kVⅡ母。1號主變110kV中性點不接地運行，2號主變110kV中性點接地運行，各110kV線路對側(cè)均為不接地系統(tǒng)。

2 故障過程分析

23時44分52秒584毫秒，某220kV變電站110kV線路101發(fā)生間歇性A相高阻接地故障，8676ms后（45分01秒260毫秒），2號主變保護A套中壓側(cè)零序過流1出口跳開110kV母聯(lián)110斷路器，與此同時，2號主變保護A套中壓側(cè)零序過流2出口跳開2號主變?nèi)齻?cè)212、112、012斷路器;2號主變B套保護啟動，未動作。110kV線路101高阻接地故障仍然持續(xù)，未隔離，110kV系統(tǒng)變?yōu)椴唤拥叵到y(tǒng)，零序電壓升高，再過2430ms后（即45分03秒790毫秒），1號主變A、B套保護零序過壓1出口動作跳開1號主變?nèi)齻?cè)211、111、011斷路器，110kV某線101高阻接地故障得以隔離[1]。

2.1 110kV某線101保護未動作分析

23時44分52秒，220kV變電站110kV線路101發(fā)生A相間歇性高阻接地故障，保護錄波如圖2所示。故障期間零序電流不恒定，變化范圍在1～4A左右。零序電壓很小，變化約在0.5～1.5V。下面以集中錄波波形法分析保護動作行為。

如圖3，A相測量阻抗約為55Ω∠22°，接地距離Ⅲ段定值為8.55Ω，未能落入接地距離Ⅲ段阻抗圓內(nèi)，因此距離保護不動作。

零序過流Ⅱ段定值為4.32A，零序過流Ⅱ段時間為1.1s。零序過流Ⅲ段定值為2A，零序過流Ⅲ段時間為3s。

如圖4，零序電流超前零序電壓105°，零序方向為正方向。如圖5，紅線為零序過流Ⅲ段定值，藍線為110kV鎮(zhèn)施線零序電流3I0。由于零序電流未能持續(xù)大于零序過流Ⅲ段定值，超過零序過流Ⅲ段定值的最大持續(xù)時間不大于0.8s，未達到零序過流Ⅱ段和Ⅲ段延時要求，因此零序保護不動作。

綜上所述，由于零序電流間歇性變化，未能持續(xù)滿足零序保護時間定值，導(dǎo)致零序保護不動作;由于相電壓變化幅度較小，導(dǎo)致距離保護不動作。故110kV鎮(zhèn)施線保護裝置不動作。

2.2 2號主變保護動作分析

23時44分52秒，220kV變電站110kV線路101發(fā)生A相間歇性高阻接地故障，接地故障8676ms后（45分01秒260毫秒），2號主變保護A套中壓側(cè)零序過流1出口跳開110kV母聯(lián)110斷路器，與此同時，2號主變保護A套中壓側(cè)零序過流2出口跳開2號主變?nèi)齻?cè)212、112、012斷路器。保護裝置報文：44分52秒584毫秒啟動，8676ms零序過流1出口、8676ms零序過流2出口（定值：中壓側(cè)零序過流1時限：4.6A、3.3s;中壓側(cè)零序過流2時限：4.6A、3.6s。中壓側(cè)零序CT變比300/5。）。2號主變保護B套44分52秒318毫秒啟動，未動作。

從圖6，2號主變A套保護裝置中調(diào)取的后備錄波標志集，可以明確看到110kV線路101發(fā)生間歇性A相高阻接地故障后，外接零序電流間隙性大于4.6A的零序過流保護定值，且每段延時均不超過500ms，保護不應(yīng)該動作，B套保護正確不動作。

從錄波標志集可以看到2號主變A套保護裝置出口前最后一次零序電流大于定值開始延時時刻是啟動后8525ms，而保護實際出口時間是8676ms，所以只延時了151ms，遠達不到零序過流1時限3.3s和2時限3.6s時間定值。另外結(jié)合1、2時限整定時間不同，但同時動作，以及動作時刻記錄的相對時間出現(xiàn)了“-56863”這樣一個異常值的情況，初步判斷是延時計數(shù)出現(xiàn)異常導(dǎo)致1、2時限同時動作。

因A＼B套保護程序完全一樣，而B套保護同時行為正確，軟件問題導(dǎo)致延時計數(shù)異常的可能性不大，初步判斷A套保護裝置中后備CPU硬件出現(xiàn)異常導(dǎo)致上述情況發(fā)生，所以將現(xiàn)場中后備CPU插件返廠進行進一步測試、分析。測試分析得到CPU 插件的 RAM 數(shù)據(jù)在運行時偶有異常，導(dǎo)致主變后備零序過流保護提前動作出口。

3 結(jié)語

為防止類似事件的發(fā)生，防范開關(guān)誤動風險，目前對網(wǎng)內(nèi)220kV主變保護同型號裝置進行排查，更換同類型主變保護 CPU 插件，試驗合格后方投入運行，從而保證裝置正常運行。

參考文獻

[1]張惟.一起220kV主變繼電保護誤動原因分析[J].電子制作，2015（20）：69.

收稿日期：2020-09-05

作者簡介：劉岑俐（1984—），女，苗族，貴州凱里人，碩士研究生，工程師，研究方向 ：繼電保護運行管理。