110kV变电站主变保护误动的探讨

摘要：下文主要根据笔者多年的工作实践经验以及结合查阅的大量资料，以110kv某变电站1#主变故障分量差动保护误动后，通过对1#主变的一次设备和二次回路及保护装置做全面的检验，对继电保护动作的过程和事故录波报告进行详细的分析，确认了主变保护装置故障分量差动保护的设计原理缺陷是造成本次误动的根本原因。1#主变故障分量差动保护的软件升级，软件的逻辑回路增加了故障分量差动保护2周前无差流判据和稳态量低比率制动辅助判据，可以有效防止故障分量差动保护误动作。软件升级后，照新安装电力设备的检验标准对差动保护装置进行全面的检查，检查合格后方可投入运行。

关键词:案例；运行方式；事故原因；误动

中图分类号： TM411文献标识码： A

引言

笔者查阅了大量的资料，以110kV某变电站为例，其同杆架设的10kV线路8、线路9线近端发生A、C两相短路永久性故障，线路保护动作跳闸、重合、再跳；在某个时间段,1#主变保护柜差动保护“故障分量差动保护B相动作”，跳开主变中压侧351开关、低压侧101开关，高压侧111开关因压力低闭锁控制回路未跳开。

1、故障前110kV某电站的运行方式

110kV某变电站共有2台主变，4条110kV线路，3条35kV线路，18条10kV出线；110kV、35kV、10kV母线均为单母分段。故障前，运行方式为110kV线路1带本变电站全站负荷。两台主变并列运行,35kV、10kV两段母线并列运行。110kV某变电站部分电气一次设备联络如图1所示。

图 1 110 kV 某变电站部分电气一次设备联络图

2事故原因分析

事故发生后，收集保护装置、故障录波和后台机的信号和数据，对跳闸的10kV线路8、线路9和1#主变等一次设备、保护装置及二次回路进行了详细的检查，进行了保护动作的原因分析。

（1）信号收集

保护装置信号：线路8过流I段，线路8重合闸动作，线路8过流I段；线路9过流I段，线路9重合闸动作，线路9过流I段动作；1＃主变低压侧后备保护复合电压动作，1＃主变中压侧后备保护复合电压动作，1＃主变差动保护故障分量差动B相动作，1＃主变差动出口跳闸信号灯亮，1＃主变低压侧开关跳闸信号灯亮，1＃主变中压侧开关跳闸信号灯亮。

后台机信号：线路8过流I段，线路8重合闸动作，线路8过流I段；线路9过流I段，线路9重合闸动作，线路9过流I段；1＃主变差动保护动作；线路8开关跳闸；线路9开关跳闸；101开关跳闸；351开关跳闸。

（2）设备检查

对10kV线路8、线路9全线巡查，发现在本变电站外出线终端塔处，同杆架设的两条线路之间AC相间永久性短路故障，可以认定线路8、线路9保护动作正确。

对1#主变进行仔细检查，未发现故障点；对1#主变二次回路的接线、绝缘进行检查，均未发现异常；主变投运后，运行状况良好，没发现异常情况。由此，可以确认1#主变的“故障分量差动保护B相动作”是误动。

（3）111开关拒动检查

现场对111开关跳闸回路的检查，回路接线正确。在对111开关闭锁回路检查中发现开关液压降低闭锁操作（编号为125）的电位为－97.6V，经过对现场液压操作机构的检查发现操作机构压力降低闭锁操作的压力接点（4YLJ）为闭合状态，检查机构压力为31Mpa，该接点闭合压力应为26Mpa，说明该压力接点粘接闭锁操作回路是111开关拒动的根本原因。

（4）1＃主变差动保护录波分析

打印出的故障录波上显示，在10kV线路8、线路9保护动作过程中，1＃主变测到A相差动电流为0.41A，制动电流0.4A；B相差动电流为0.72A，制动电流0.68A；C相差动电流为0.31A，制动电流0.28A。

（5）1＃主变故障分量差动保护误动原因分析

故障分量差动保护主要解决变压器轻微的匝间故障，高阻接地故障。它不受正常运行负荷电流的影响，较比率差动具有更高的灵敏度。由于比率差动保护的制动电流的选取包括正常的负荷电流，变压器发生弱故障时，比率差动保护由于制动电流大，可能延时动作或者不动作。所以保护厂家在主变保护装置中增加了故障分量差动保护。

故障分量差动动作方程

其中:为，，，中幅值最大者；。

图 2 主变故障分量差动保护动作特性图 图 3 主变故障分量差动保护动作逻辑图

根据现场变压器参数：

高压侧额定电流为3.5A，故障分量差动最小动作电流为0.7A，B相差流为0.72A(动作时装置打印的数据)，B相差流大于故障分量差动最小动作电流，满足公式(1)，同时最大为制动电流0.68A(动作时装置录波打印的数据)，也满足公式(2)，所以故障分量差动保护B相动作。

（6）事故分析结论

（a）10kV线路故障时，由于保护级CT（P级）在经受暂态电流的冲击时，会明显影响到CT的传变特性，造成差动保护各侧CT相位传变和幅值传变误差增大。由于故障分量差动保护中差流的计算实际是各侧相电流故障分量矢量和的计算，因此在CT传变特性不良时，就会有较大的差流产生。

（b）由于故障分量差动保护的灵敏度很高，无任何闭锁条件；对于外部故障过程中的不平衡电流增量，装置内部的处理措施不够完善。所以，主变保护装置故障分量差动保护的设计原理缺陷是造成本次误动的根本原因。

3防止故障分量差动保护误动技术措施

事故发生后，我们及时和保护生产厂家的专家联系,分析事故发生的原因，研究防止增量差动保护再次误动的方法，决定对1#主变差动保护进行软件升级。升级后，软件的逻辑回路(见图4)增加了故障分量差动保护2周前无差流判据和稳态量低比率制动辅助判据，可以有效防止故障分量差动保护误动作。

图 4 升级后的主变故障分量差动保护动作逻辑图

参考文献

[1]陈喜峰，库永恒.某220kV变电站220kV母差保护动作事故分析,继电器，2007，35（5）：72-74.

[2]库永恒.高压母线充电保护装置技术改造方案的研究[J].继电器,2006,34(11):83-85.