变零序保护拒动的事故分析

变零序保护拒动的事故分析

魏翔

国网山西省电力公司超高压变电分公司  山西太原  030031

摘要:介绍某220kV变电站变零序方向元件接反,导致该线路末端发生永久性故障时开关拒动,造成保护误动､停电区域扩大的事故｡结合实际保护动作情况,对该故障进行详细分析,并提出改进方案及对策｡

关键词:越级;跳闸;间隙过压保护;

0引言

继电保护装置是电力系统的重要防线,一方面其正确动作对保障电力系统的安全稳定运行起着十分重要的作用,另一方面其误动也会给电力系统带来灾难｡在地区电网中,一般情况下220kV主变会串带多个110kV变电站运行｡若220kV变电站主变保护误动,则会出现大面积停电事故,后果十分严重｡

1故障前系统运行方式

故障前系统运行方式如图1所示,发生故障的110kV甲变电站(甲变)有两台主变｡110kVⅠ､Ⅱ段母线分别连接1号和2号主变高压侧｡低压侧共6段20kV母线,其中1号主变带Ⅰ､Ⅱ､Ⅵ段母线,2号主变带Ⅲ､Ⅳ､Ⅴ段母线｡20kVⅠ､Ⅱ段母线分别经201A､201B开关连接1号主变低压侧,Ⅵ段母线经分段开关210连接Ⅰ段母线;20kVⅢ､Ⅳ段母线分别经202A､202B开关连接2号主变低压侧,Ⅴ段母线经分段开关230连接Ⅳ段母线;Ⅱ､Ⅲ段母线经220分段开关连接｡Ⅴ､Ⅵ段母线间设有20kV分段备自投并且投入运行｡甲变1､2号主变低压侧中性点均经中值电阻接地｡

图1甲变电站接线图

2故障发展过程

2.1事故发生经过

甲变1号主变低压侧运行方式如图2所示｡

图2甲变1号主变低压侧接线图

3事故原因分析

此次线路故障引起主变低压侧开关越级跳闸存在疑点,通过开关保护原理分析和定值整定验算,对事故原因剖析｡为了保障供电可靠性,20kVⅤ､Ⅵ段母线间装设有分段备自投,起备用电源的作用｡此故障中,1号主变低压侧201A､201B开关跳闸后20kV分段备自投因主变后备保护动作闭锁,以防止合上分段开关后故障影响Ⅲ､Ⅳ､Ⅴ段母线及2号主变,扩大事故范围｡检查得1号主变零序Ⅰ段后备保护动作,确认了故障类型为接地故障｡

3.1保护动作信息计算分析

主变后备保护动作跳开低压侧开关,而20kVⅠ､Ⅱ､Ⅵ段母线且线路侧各出线开关都未跳闸,基于此种情况,判断接地故障点位于母线或其出线｡在假设线路保护以及与开关相关的所有设备都没有故障和缺陷的前提下,首先考虑故障点在母线上｡而运维查线后告三段母线均无接地点,母线上电压互感器(PT)､电容器均无异常,遂排除母线有故障并判断故障点在线路侧,并怀疑线路保护拒动导致主变后备保护动作越级跳闸,零序保护及零序电流流向如图3所示｡

图3零序保护示意图

3.2设备检查试验

造成线路保护拒动的原因有很多,包括保护动作但开关因控制回路断线无法分闸,直流系统蓄电池充电故障导致保护､测控自动装置失电关机等｡总体来说,故障原因大致可归为开关一次设备故障和保护回路故障两方面｡

开关一次设备试验:对212､214､201A､201B断路器进行试验,试验结果显示20kV212号线､214号线､1号主变低压侧一次设备断路器固有分闸试验､绝缘电阻试验､交流耐压试验3项试验数据均合格｡

保护回路试验:20kV212号线､214号线保护型号为NSR612RF,零序CT接线正确,接线接触良好,无松动现象,但212､214开关跳闸回路接线松动｡201A､201B保护型号为NSR695R｡跳闸回路接线正常,接触良好,无松动现象,无接地､短路现象｡但201A､201B开关零序保护同时采集来自主变低压侧中性点上的零序保护CT的电流｡

4改进措施及建议

4.1强化验收管理

做好开关和保护订货､出厂前验收､安装与验收管理工作｡把好断路器､保护系统选型及采购关,选型要注意开关设备有关参数是否满足现场运行条件,保护系统要注意是否满足配置要求｡对断路器所配的元件应严格把关,尽量选用运行情况良好的产品;验收时,开关设备配置要有各元件试验报告,杜绝不良设备入网｡

电气设备安装时,应确保厂家图纸与设计图纸的一致性｡系统调试前,应认真､准确检查各设备及回路的接线形式､抽头选择,并通过系统联调确保接线正确｡电气设备竣工验收时,验收工作要认真细致,防止有缺陷的一次､二次设备投入运行｡

严把设备试验关,充分利用设备入网交接性试验､例行检修定检试验机会,从而加强设备试验,以确保检修水平､效率和质量｡

4.2加强设备及人员管理

加强巡视运行和检修维护管理,扩大设备巡视范围｡定期检查母线､馈线开关､保护等一二次设备,排查问题､及时消缺｡同时提高检修人员技能水平,要求熟悉设备的动作原理及内部电气回路,了解设备内部各元件的作用,便于根据故障现象查找和分析故障所在,保证及时恢复｡检修人员在对设备进行安装､检修及试验性检查时,必须认真仔细,各个环节均应检查到位｡只有熟悉设备的性能和技术参数,才能做到心中有数,有条不紊地解决问题｡

4.3优化保护配置

甲变1号主变低压侧开关零序保护CT同时接于主变低压侧中性点,当主变低压侧中性点检测到零序电流时,主变低压侧201A､201B开关同时跳闸,扩大了停电范围｡因此,改进电流互感器的接线位置或增加电流互感器,使每个开关的零序保护构成单独的回路,防止当单段母线及其出线发生故障时主变后备保护动作跳开无故障母线开关｡

5结束语

文中对一起20kV线路保护拒动导致主变后备保护动作越级跳闸事故进行了分析,对故障时序进行梳理,对可能引起故障的原因进行一一排除｡在确认故障原因的同时,通过事故反演和计算推断,对有可能引起故障的隐患进行探究,并从系统运行方式和调度操作流程等方面提出了减小事故影响范围､缩短停电时间与提高终端供电可靠性的措施,为配电网调度运行规范提供了一定的参考,也为进一步提升终端电力用户供电可靠性提供了有效建议｡

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