搜档网
当前位置:搜档网 › 一起110kV变电所主变差动保护误动事故分析_熊友红

一起110kV变电所主变差动保护误动事故分析_熊友红

冶金动力

METALLURGICAL POWER

2015年第7期总第185期

!!!!!!"

!"

!!!!!!"

!"

供用电

一起110kV变电所主变差动保护误动事故分析

熊友红,邬守鑫

(武钢股份有限公司能源试验研究中心,湖北武汉430081)

【摘

要】通过对发生在武钢某变电所主变压器由于高压侧CT二次回路隐患导致区外故障时差动保护

误动作跳闸事故的分析,指出加强CT二次回路全面检验的重要性,并对此次事故应吸取的教训和同类事故预防提出了对策。

【关键词】主变;差动保护;二次回路;事故预防【中图分类号】TM41

【文献标识码】B

【文章编号】1006-6764(2015)07-0001-03

Analysis of a Mal-operation of the Main Transformer Differential Protection of a 110kV Substation

XIONGYouhong,WUShouxin

(Energy Test and Research Center of Wuhan Iron and Steel Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei 430081,China )

【Abstract 】Throughanalysisonthefalsetrippingofthemaintransformerdifferentialprotectionduetoanexternalfaultcausedbyhiddentroubleinthehigh-voltagesideCTsec-ondarycircuitatasubstationinWuhanSteel,theimportanceofenhancingoverallinspectionofCTsecondarycircuitinpowersystemispointedoutandlessonstobedrawnaswellaspreventionstrategyforsimilaraccidentsareputforward.

【Keywords 】maintransformer;differentialprotection;secondarycircuit;accidentpreven-tion

1引言

2014年9月27日15时46分,武汉地区220kV线路凤冶线发生B相瞬时接地短路故障,武钢110kV三炼钢变电所2#主变压器差动保护(C相)无故障动作,将110kV及10kV两侧开关跳闸,造成2#主变失电,2#主变与220kV侧凤冶线的连接情况如图1所示。跳闸后对现场仔细检查和试验,发现一、二次设备及保护装置均无异常,因此,认定2#主变差动保护为误动作。

2主变压器差动保护动作情况

三炼钢变电所2#主变使用国外厂家AREVA公司P632型号微机保护装置,该保护为比率制动差动。变压器比率差动保护可有效防止穿越故障造成变压器误动,当穿越故障电流通过变压器时,变压器差动保护动作电流随着按比例增大(即比率制动电流),以躲过穿越故障电流。对内部故障,差动电流随着制动电流在过零点后出现,但是,在变换器(CT)饱和时的电流流通过程中,只有在变换器开始饱和

才出现有差动电流。因此,根据与制动电流的比较,监视差动电流的值,相应地产生一个闭锁信号,以实现所希望的穿越性电流制动,当检测到外部故障时,对测量系统施加闭锁限制。如果差动电流超过设定

的门槛值I diff,

则不进行闭锁。当差动电流值大于制动电流值时,差动保护动作

图12#主变与220kV凤冶线接线图

1

DOI:10.13589/https://www.sodocs.net/doc/1613107367.html,ki.yjdl.2015.07.001

冶金动力

METALLURGICAL POWER

2015年第7期总第185期

2#主变保护装置差动保护启动定值I diff=0.5I ref,故障时事件记录显示为C相差动保护动作,详细测量数据如表1所示,其中I ref为变压器CT二次侧基准电流,此作为差动保护整定参考电流。可以看出,C相差动电流超过启动值,且差动电流值大于制动电流值,故差动保护动作跳闸。三炼钢变电所故障录波装置ZH-5波形图如图2所示,从录波图看出,2#主变高压侧B相故障电流

明显高于A、

C相电流,可使该变压器为C相启动差动保护动作。由此判断,2#主变差动保护是区外故障时误动作。

相别差动电流值制动电流值A相0.3I ref0.27I refB相0.43I ref0.27I refC相

0.74I ref

0.10I ref

3检查与事故原因分析

3.1差动保护动作情况检查

事故发生后,继电保护专业人员仔细检查保护装置事件记录和故障录波图,且变压器未发现明显故障点,遂恢复送电对2#主变差动保护装置的向量进行了核查。保护装置P632录波(图3)显示,故障前高压侧电流相量不正确,2#主变(接线方式为Y/△-11)差动保护装置故障前向量测量值如表2所示。A、B相电流相位差为180°(即电流一相进一相

出),B、C相电流相位差为90°,C、A相电流相位差

为90°,低压侧电流相位正确,但高压侧对低压侧电流相角仅C相正确为150°,且现场测得N线电流与C相电流幅值大小一致。从高压侧电流相量看,不是CT相序接反了,因为电流相位偏差不是60°的倍数关系,

初步判断为CT二次回路的开路、短路或多点接地引起的,于是对CT二次回路作详细检查

图2

三炼钢变电所故障录波装置波形图

通道1、2、3、4为变压器高压侧电流I A、I B、I C、3I 0;通道5、6、7、8为变压器低压侧电流I a、I b、I c、

3I 0图32#变压器保护装置波形图

表12#主变故障时电流测量值

2

冶金动力

METALLURGICAL POWER

2015年第7期总第185期

在2#主变高压侧GIS开关场端子箱检查发现,差动保护CT二次线端子排有一个滑动连接片未连通,造成CT二次回路A、B相与C相之间的N线未连接。从而导致区外故障时2#主变C相差动保护误动作跳闸。

表22#主变故障前高低侧电流向量表

3.2事故原因分析

变压器差动保护装置首次投运经过调试验收,带负荷进行差动保护向量测试结果正确,并且2010年同样发生过一次区外故障——

—220kV凤冶线单相接地事故,当时2#主变差动保护未发生误动作的情况,该变压器自2008年投运以来,未进行过任何更换CT之类的改造。为什么变压器差动保护向量变得不正确了呢?

调查发现,2008年在三炼钢变电所2#主变保护改造的交接验收中,对CT交流回路未按反措要求全面检查验收,对整个通路没有进行有效检测和模拟检测工作。2#主变GIS端子箱差动保护高压侧CT二次线端子排如图4所示,当时未发现差动保护CT二次线端子排一个滑动连接片NE未连通,即CT二

次回路A、

B相与C相之间的N线未直接连通,而是靠两点接地连通的A、B相与C相之间的N线,故三相CT二次侧未能在一点接地,而是A、B相CT在现场端子箱接地,C相CT在保护屏处接地,造成差动保护CT两点接地的假象,并且长期运行。在此种情况下,差动保护向量测试结果是正确合格的。

直到2014年3月,武钢某变电所发生一起因CT两点接地导致110kV母差保护误动的事故,如果一个点连通的回路在不同点同时接地,地网上的电位差将串入这个连通回路,就会将并不存在的电压引入继电保护检测回路,如果同时在电流回路中恰好发生两点接地,即可能造成保护误动。故继电保护技术人员展开对110kV及以上变电所差动保护存在两点或多点接地的隐患进行排查,发现三炼钢变电所2#主变差动保护高压侧CT二次回路存在保

护屏和开关场的两点接地隐患,于是进行整改,将开关场GIS端子箱内接地点E1解除,留下主变保护屏一点E2处接地,拆除了开关场的接地线后,未按规定检测差动保护向量,没能及时发现NE线未连

通的隐患,从而导致A、B相CT未接地运行。在排除两点接地隐患将开关场GIS端子箱内接

地点E1解除后,造成2#主变差动保护高压侧CT二次回路A、

B相的N线中断,差动保护装置向量采集及内部运算结果因而出错,进而导致此次区外故障时差动保护误动跳闸。

4吸取的经验教训及对策

(1)必须严格加强CT二次回路的全面检验,包括交、直流二次回路绝缘和交流回路相———N线和相-相之间的通路检查,在变电站二次回路上工作,要有防止两点接地的安全措施。

(2)变电站继电保护交接验收试验应严格把关,不能忽视电力系统反事故措施的落实。

(3)对差动保护CT二次回路的任何改动,须进行向量测试。

(4)应加强专业技术水平能力的学习,提高事故正确分析判断的能力。

收稿日期:2015-03-06

作者简介:熊友红(1979-),女,2006年毕业于武汉大学电力系统及其自动化专业,硕士研究生,工程师,现从事电力系统继电保护整定及调试工作。

变压器高压侧电流(a侧)变压器高压侧电流(b侧)高压侧对低压侧

∠I AI B=180°∠I aI b=120°∠I AI a=180°∠I BI C=90°∠I IbI c=120°∠I BI b=120°∠I CI A=90°

∠I cI a=120°

∠I CI c=150

°

图42#主变GIS端子箱差动保护高压侧CT二次线端子排

3

相关主题