周曉娟,武德起,馬麗麗

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110 kV變電站姚1#主變差速保護(hù)動(dòng)作事故分析

周曉娟1,武德起1,馬麗麗2

1. 河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院, 河南 新鄭 451191 2. 國(guó)網(wǎng)安陽(yáng)供電公司, 河南 安陽(yáng)市 455000

本文介紹了110 kV某變電站姚#1主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘事故的相關(guān)情況。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)運(yùn)行方式、保護(hù)動(dòng)作情況、變壓器及變壓器保護(hù)的檢查、保護(hù)動(dòng)作解析等對(duì)姚#1主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作事故進(jìn)行了仔細(xì)分析，對(duì)于主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的原因進(jìn)行了準(zhǔn)確的定位，這就大大縮短了恢復(fù)送電的時(shí)間，從而減少了用電用戶因?yàn)橥ｋ姇r(shí)間久使得產(chǎn)品報(bào)廢的損失，同時(shí)也為其它變電站在相似故障分析處理方面提供了借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

差動(dòng)保護(hù); 事故跳閘; 變壓器

在電力系統(tǒng)中，電力網(wǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是繼電保護(hù)。電力變壓器可靠運(yùn)行與否，與主變差動(dòng)保護(hù)的關(guān)系息息相關(guān)，主變差動(dòng)保護(hù)在電力網(wǎng)中的作用舉足輕重。主變差動(dòng)保護(hù)故障后的分析及迅速及時(shí)處理問(wèn)題是電力設(shè)備正?？煽窟\(yùn)行的保障[1,2]。

目前變壓器的危機(jī)保護(hù)裝置采用差動(dòng)元件，這種差動(dòng)元件具有比率制動(dòng)的特性。一方面是為了提高故障發(fā)生時(shí)的靈敏性，另一方面能夠迅速可靠地躲過(guò)在外部故障發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的不平衡電流。以此保障在外來(lái)故障時(shí)，避免了生聚堆誤動(dòng)作的發(fā)生[3]。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于受到諸如變壓器兩側(cè)電流互感器暫態(tài)特性存在差異或者特性不一致、電流互感器差動(dòng)繞組二次回路連接不良或者是多點(diǎn)接地以及保護(hù)裝置定值整定沒有符合操作要求等多種因素的影響，差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作的事故仍然發(fā)生。

2016年7月26日，姚1#主變停電處缺工作結(jié)束，恢復(fù)運(yùn)行，7月27日0時(shí)54分合上姚351開關(guān)后953 ms，姚1#主變差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作，林姚2、姚351開關(guān)跳閘，故障電流18.525 A（差速定值17 A，0 S），110 kV姚村變電站全站失壓。

圖 1 110 KV某變電站運(yùn)行方式接線圖

1 故障時(shí)運(yùn)行方式

林姚2合位，姚11東表合位，姚351合位，姚35東表合位。

2 故障報(bào)文

在故障發(fā)生以后，我們通過(guò)查看后臺(tái)機(jī)、1#主變保護(hù)屏設(shè)備，得到如下裝置的報(bào)文信息，故障 報(bào)文情況如表1所示。

表 1 故障報(bào)文

3 事故分析

合上姚351開關(guān)后約35 ms，姚1#主變壓器的高壓和中壓側(cè)AC相均產(chǎn)生了相位相反幅值相同的故障電流，由電流波形圖可以判定出系統(tǒng)故障出現(xiàn)在AC相間是由于短路引起的；高、中壓側(cè)同相電流相位相反但幅值相同[4]，判定故障電流由110 kV母線經(jīng)姚351CT流至故障點(diǎn)，故障點(diǎn)在主變差動(dòng)保護(hù)區(qū)外，另故障電流較??；差動(dòng)保護(hù)（差速動(dòng)作值為17 A，差動(dòng)動(dòng)作值1.4 A）及后備保護(hù)（高復(fù)壓過(guò)電流的定值為4.3 A，2.1 S跳三側(cè)；中復(fù)壓過(guò)流I段定值5.5 A，600/5，1.9S跳351）啟動(dòng)。

在故障后約33 ms，AC相間短路故障轉(zhuǎn)為ABC三相短路故障，故障電流增大，仍由110 kV母線經(jīng)過(guò)姚351 CT流至故障點(diǎn)，故障點(diǎn)在主變差動(dòng)保護(hù)區(qū)外，差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)都沒有動(dòng)作。

故障發(fā)生后，在953 ms時(shí)，姚351 C相的故障電流消失不見，高壓側(cè)的故障電流沒有沒有發(fā)生任何變化，可以判定故障點(diǎn)轉(zhuǎn)移至姚351 CT與姚1#變35 kV側(cè)套管之間（差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作區(qū)內(nèi)），隨即B相、A相故障點(diǎn)也依次轉(zhuǎn)移至姚1#變35 kV側(cè)套管之間，中壓側(cè)三相故障電流全部消失，故障電流繼續(xù)由110 kV母線流向故障點(diǎn)，姚1#主變差速保護(hù)出口，經(jīng)保護(hù)裝置本身的固有動(dòng)作時(shí)間、開關(guān)的固有動(dòng)作時(shí)間，林姚2、姚351開關(guān)跳開，故障點(diǎn)被切除，于故障后1043 ms，故障電流消失。

4 結(jié)論

故障發(fā)生于故障點(diǎn)k1（如圖2）時(shí)，即姚351 CT與姚35 kV母線之間或者35 kV母線上，位于主變差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作區(qū)外，且故障時(shí)間為950 ms左右，主變高、中后備保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)未到，故后備保護(hù)沒有動(dòng)作。當(dāng)故障點(diǎn)轉(zhuǎn)移到k2（如圖），此時(shí)進(jìn)入主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作區(qū)，同時(shí)故障電流增大且超過(guò)差動(dòng)速斷定值，主變差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作于跳閘。

跳閘后，經(jīng)檢查姚351甲刀閘至姚35 kV母線間燒蝕較為嚴(yán)重（故障點(diǎn)k1），35 kV母線橋下引致姚35 kV甲刀閘之間銅排有輕微燒蝕（故障點(diǎn)k2），未發(fā)現(xiàn)明顯故障點(diǎn)；在姚35 kV母線及母線橋上進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，絕緣阻值很低；綜上所述分析，由于故障由k1點(diǎn)轉(zhuǎn)至k2點(diǎn)時(shí)，差速保護(hù)動(dòng)作較快，未對(duì)k2點(diǎn)造成重大損害，姚1#主變差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作行為正確。

圖 2 110 kV某變電站故障時(shí)運(yùn)行方式接線圖

5 結(jié)語(yǔ)

差動(dòng)保護(hù)在保證變壓器的正常運(yùn)行中，起著舉足輕重的作用。為了保證變壓器的正常運(yùn)行，在對(duì)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的原因進(jìn)行分析的時(shí)候，就要大大加強(qiáng)。同時(shí)要有行之有效并且及時(shí)的處理方案，從而保證變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，這就位電力網(wǎng)的正常穩(wěn)定安全運(yùn)行提供了重要的保障[1,2]。本文通過(guò)對(duì)主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的原因進(jìn)行了分析，并迅速確定了原因，從而進(jìn)行了行之有效的處理方法，為快速回復(fù)送電提供了條件，從而減少了用電用戶因?yàn)橥ｋ姇r(shí)間久使得產(chǎn)品報(bào)廢的損失，同時(shí)也為其它變電站在相似故障分析處理方面提供了借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 劉仲欽.淺析35 kV康禾站#1主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作事故[J].科技資訊,2017(28):36-39

[2] 袁文嘉,李敏霞,姬希軍.一起區(qū)外故障引起主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2009(23):130-136

[3] 耿衛(wèi)星,劉春玲,吳麗紅,等.一起110kV主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)事故分析及對(duì)策[J].變壓器,2010(12):43-45

[4] 于培杰,舒逸石,段少輝.一起轉(zhuǎn)換性故障引起主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的分析[J].機(jī)電信息,2011(12):11-13

Analysis on Breakdown of Differential Protection against Yao 1# Main Transformer in a 110 kV Substation

ZHOU Xiao-juan1, WU De-qi1, MA Li-li2

1.4511912.455000

This paper describes the related situation of differential protection tripping accident of Yao #1 main transformer in a substation of 110 kV. Through careful analysis of the differential protection operation accident of Yao #1 main transformer, through the relevant operation mode of the site, the protection operation conditions, the inspection of the protection of the transformer and the transformer, and the analysis of protection actions, the exact cause of the differential protection action of the main transformer was accurately determined. It also provides the preconditions for rapid restoration of power transmission, enabling users to reduce product scrap due to long power outages and provide a reference for similar failure analysis.

Differential protection; accidental trip; transformer

TM773

A

1000-2324(2019)01-0167-02

10.3969/j.issn.1000-2324.2019.01.038

2018-01-06

2018-03-01

河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目(182102210274)

周曉娟(1982-),女,碩士,副教授,主要研究方向:電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與控制. E-mail:zhouxiaojuan0371@ 163.com