一起主变差动保护误动原因分析及防范措施

一起主变差动保护误动原因分析及防范措施

肖雪谭华

（华能澜沧江水电股份有限公司检修分公司云南省昆明市650000）

摘要：本文结合一起主变压器差动保护误动的现象及现场检查情况，分析了保护误动作的原因及后续需要注意的事项和需采取的防范措施，可为其它电厂安全措施的实施处理提供借鉴与参考。

关键词：主变压器；差动保护；安全措施

1.事故前情况

某水电站共5台机组，事故前2、5号机并网运行，3、4号机停机备用，1号机检修，全厂有功394.9MW，全厂无功22.7Mvar，其中2号机组带负荷197MW；500kV第三串、第四串合环运行，500kV5713、5721断路器运行，5711、5712、5722、5723停运；500kV#1母线、#2母线运行，500kV甲线检修、乙线运行；220kV母线运行，220kV双回线运行。

2.事件经过

2016年1月7日09：30，维护人员按要求开展5722断路器间隔内CT：7LH、8LH、9LH的特性试验。其中有一项实验措施为在5722断路器现地控制柜内将CT回路端子三相短接（靠保护装置侧）并划开，在完成7LH、8LH相关试验后，10：27维护人员执行9LH（对应接入5721短引线保护Ⅰ及2号主变压器保护A柜）特性试验措施。实验开展过程中报“2号主变保护A套总告警”，运行人员会同维护人员现地检查发现主变保护A柜“主变高压侧CT断线”指示灯告警，在向值班负责人汇报告警现象后，10：39按下2号主变保护A柜复归按钮，复归“主变高压侧CT断线”告警信号。2号主变保护A柜A相、B相、C相差动保护动作，2号主变保护B柜无动作信息、2号发电机保护A柜、B柜出口断路器失灵跳闸指示灯亮。事故发生后于15：13将500kV2号主变5721断路器由热备用转为冷备用，退出500kV2号主变5721断路器失灵保护，16：10退出500kV2号主变保护、2号发电机保护。

3.现场检查情况

事故发生后，立即停止了相关工作，维护人员现场检查了2号主变压器、2号发电机未发现异常，随后对2号主变三相取油样进行色谱分析，试验报告数据合格，与最近一次试验数据对比无明显异常。对保护装置进行全面检查，没有发现端子松动、保护插件损坏等异常情况。检查保护动作情况，提取机组故障录波图、保护装置事件报文与故障录波图发现保护差动达到保护动作值，保护装置动作。

4.保护动作行为分析

电厂保护装置采用维护人员在执行9LH特性试验安全措施时，将5722断路器现地控制柜内CT端子三相短接（靠保护装置侧）。该安全措施执行后，改变了5722断路器间隔CT9LH接入5721短引线保护Ⅰ及2号主变差动保护对应回路的阻抗，导致流入2号主变差动保护A柜的电流减少，形成差流达到差动保护动作值，继而差动保护动作，具体措施如图1，试验开展时，2号机组负荷197MW，对应主变高压侧负荷电流199A，折算到二次侧为0.066A（变比为3000/1）。从主变保护装置故障录波图（图2）可以看出，流入主变保护A柜电流为0.028A。

图1安全措施实施示意图

图2差动保护动作波形图

分析2号主变保护A柜P632故障波形图，取图2所示点进行分析，测点数据计算如下表1，其中高压侧额定电流=0.136A，低压侧额定电流=0.780A，保护装置采用上海阿海珐电力自动化有限公司MiCOMP631保护装置，对于幅值和向量自动补偿和校正。二次CT全采用星形接法。差动保护分比率制动差动和二段差动速断保护，其中第一段差速断保护经CT饱和判别闭锁，第二段差速断保护不经任何闭锁。对两绕组保护，差动电流与制动电流的计算式为

Id，y=∣Is，y，a+Is，y，b∣IR，y=0.5.∣Is，y，a−Is，y，b∣【1】

表12号主变保护A柜P632故障点分析表

因为从上表中看出该测点处差动量约为0.34Iref。若CT断线，差动启动值上浮至0.4Iref，差动动作条件难以满足，在复归CT断线信号后，差动启动值下调至0.3Iref，该测点电流处于差动动作边界，差动保护动作开出。

图3CT断线启动差动特性图图4CT断线复归差动特性图

5.模拟试验过程

1）在5721断路器保护柜划开10D9、10D10、10D11、10D12电流二次端子，在该处加入三相平衡0.066A电流，模拟事件前5721断路器间隔负荷电流，于5722断路器汇控柜逐相XBI23：1、XBI23：3、XBI23：5与XBI23：7短接，模拟当时实施安措的短接过程。同时在主变保护A柜测量读取装置采样的主变高压侧电流输入，短接过程测量结果如表2，从表中可看出三相短路时主变保护A柜采样值为三相平衡的0.024A，与保护动作时的故障录波电流值相同，分流结果基本吻合。短接过程重复模拟3次，同一短接状态产生的电流值基本一致。

表22号主变保护A柜故障模拟保护装置测值

2）在端子排上输入短接过程各状态对应的高低压侧电流，模拟短接过程保护动作情况。当加入表3电流值时，保护动作：

表32号主变保护A柜故障模拟

通过理论计算上述表中数值可知实际保护动作工况正好处于保护动作的边界状态，综合考虑分流状态与当时运行工况下的采样偏差，主变保护存在动作的可能。

6.经验及防范措施

按照继电保护技术监督相关要求，需要定期进行保护CT特性试验，对于500kV3/2接线方式，短引线保护和变压器保护大多采用和电流接线方式，在另一台断路器未停用的情况下，按照常规措施实施的办法，在高负荷分流时均有可能引起保护装置的误动，为防止在开展相关及类似工作汇总保护误动，应该做到以下几点

1）按照《继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定》【2】5.10要求：若在被检验保护装置电流回路后串接有其他运行的保护装置，原则上应停运其它运行的保护装置，如确无法停用，在短接被检验保护装置前后，应监视运行的保护装置电流与实际相符开展相关工作，

2）在实际生产运行过程中，制定CT特性试验详细、合理的隔离防护措施，在开展CT特性试验工作之前，做好相关联回路电气量在安全措施实施前后的变化分析以及可能存在风险的管控。

3）全面开展厂内同类型回路检查工作，编制继电保护安全措施票，规范作业行为，避免类似事件的再次发生。

参考文献：

[1]阿海珐MiCOMP631变压器保护装置技术说明书28

[2]防止电力生产事故的二十五项重点要求[R].国家能源局.2009，10.