220kV變電站母差保護(hù)動(dòng)作的事故分析

1、    220kv變電站母差保護(hù)動(dòng)作的事故分析    張志雄 袁士超 謝楚摘要：母線是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，快速切除母線故障有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。母差保護(hù)動(dòng)作后，快速查找并隔離故障點(diǎn)以便對(duì)被切除母線上的連接元件恢復(fù)運(yùn)行是至關(guān)重要的。本文對(duì)某220kv變電站35kv母差保護(hù)動(dòng)作的原因進(jìn)行分析，詳細(xì)闡述了整個(gè)事件的經(jīng)過(guò)、原因查找分析及應(yīng)對(duì)措施，分析了在單相接地故障情況下，母線差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)母差是如何正確動(dòng)作的。通過(guò)對(duì)該220kv變電站母差保護(hù)動(dòng)作實(shí)例的分析，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)、加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的管理和維護(hù)，減少停電事故，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。本文基于220kv變

2、電站母差保護(hù)動(dòng)作的事故分析展開(kāi)論述。關(guān)鍵詞：220kv變電站;母差保護(hù)動(dòng)作;事故分析引言變電站或發(fā)電廠的母線故障，特別是220kv母線故障中最嚴(yán)重的傳記設(shè)備故障之一，由于有很多節(jié)制的部件，很容易穩(wěn)定系統(tǒng)或引起大面積停電事故。操作員由于組件的多次操作，故障（例如，負(fù)載池制動(dòng)器、接地線閉合等）導(dǎo)致母線三相短路。母線故障類型可以轉(zhuǎn)換為保護(hù)性切除故障、緩慢、故障切除、單相故障，甚至三相故障。故障節(jié)制迅速有助于防止故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。當(dāng)然，環(huán)境污染、天氣原因、設(shè)備老化或爆炸也會(huì)導(dǎo)致故障擴(kuò)大。由于目前大量采用高層布置的室外配電裝置，一套母線故障很容易發(fā)展成另一套母線故障，整個(gè)站都失去了壓力。1母線保護(hù)介

3、紹微機(jī)母線保護(hù)設(shè)有母線差動(dòng)保護(hù)、母聯(lián)充電保護(hù)、母聯(lián)過(guò)流保護(hù)、母聯(lián)斷路器失靈和盲區(qū)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)、母聯(lián)斷路器非全相保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖功能、運(yùn)行方式識(shí)別功能等功能。通過(guò)對(duì)p740的母線差動(dòng)保護(hù)的分析，進(jìn)而全面的對(duì)母線保護(hù)中動(dòng)作區(qū)域，閉鎖區(qū)域，防止勿動(dòng)，區(qū)域判定的依據(jù)進(jìn)行分析。母線差動(dòng)保護(hù)用通俗的定義，就是按照收、支平衡的原理進(jìn)行判斷和動(dòng)作，分為母線完全差動(dòng)保護(hù)和不完全差動(dòng)保護(hù)。因?yàn)槟妇€上只有進(jìn)出線路，正常運(yùn)行情況下，進(jìn)出電流的大小相等，相位相同。如果母線發(fā)生故障，該平衡就會(huì)破壞。有的保護(hù)采用比較電流是否平衡，有的保護(hù)采用比較電流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判別出母線故障，立即啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作

4、元件，跳開(kāi)母線上的所有斷路器。如果是雙母線并列運(yùn)行，有的保護(hù)會(huì)有選擇地跳開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)和有故障母線的所有進(jìn)出線路斷路器，以縮小停電范圍。2母線保護(hù)的配置原則對(duì)于220kv及以上電壓等級(jí)的母線，為了滿足系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的要求，裝備能快速、有效地切除故障的母線保護(hù);對(duì)于3/2開(kāi)關(guān)接線，裝設(shè)有2套母線保護(hù);對(duì)于35kv及110kv電壓等級(jí)的母線，在必要情況下應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。對(duì)于10kv母線，一般情況下，沒(méi)有裝設(shè)專用的母線保護(hù)。母線保護(hù)要滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四項(xiàng)基本要求，要能正確區(qū)分母線內(nèi)部故障或外部短路故障，并在各種運(yùn)行方式下判斷故障母線的具體部位。通過(guò)刀閘輔助觸點(diǎn)識(shí)別母線運(yùn)行方式，可避

5、免電流回路切換導(dǎo)致母差保護(hù)誤動(dòng)。在發(fā)生故障時(shí)，母線保護(hù)快速動(dòng)作，這不僅能降低設(shè)備受損傷的程度，還能減小電流互感器飽和對(duì)保護(hù)動(dòng)作正確性的影響。母線保護(hù)起動(dòng)元件靈敏度系數(shù)要大于2，母線保護(hù)可靠性包括保護(hù)不誤動(dòng)和保護(hù)不拒動(dòng)。對(duì)于220kv及以下電壓等級(jí)的母線保護(hù)，由于母線故障可以由供電元件的保護(hù)進(jìn)行切除，所以，母線保護(hù)不誤動(dòng)的可靠性比不拒動(dòng)的可靠性更重要。對(duì)于3500kv電壓等級(jí)的母差保護(hù)，由于采取了3/2接線方式，因此，母差保護(hù)不拒動(dòng)的可靠性更加重要。3母差失靈保護(hù)回路母線保護(hù)，包括母線差動(dòng)保護(hù)和斷路器故障保護(hù)。母線差動(dòng)保護(hù)基于基爾霍夫定律，使用總線作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，使操作和外部短路流入總線的電流矢量

6、牙齒為零。斷路器故障保護(hù)是故障發(fā)生時(shí)拒絕繼電器，通過(guò)所有電路自動(dòng)切斷過(guò)程，將停電范圍最小化，減少不必要的損失的過(guò)程。母差故障保護(hù)對(duì)確保電網(wǎng)安全運(yùn)行具有重要作用。母線保護(hù)應(yīng)根據(jù)兩組母線保護(hù)電流、電壓電路、直流電源和跳閘電路獨(dú)立，并分別來(lái)自相應(yīng)電流、電壓變壓器的其他繞組的冗馀原則進(jìn)行配置。雙配置的兩組母線保護(hù)必須分別在一組斷路器跳閘線圈上工作。對(duì)于雙配置的兩組母線保護(hù)，每個(gè)保護(hù)單元必須處理可能發(fā)生的所有類型的故障任務(wù)，兩個(gè)保護(hù)集之間不能有傳記連接，在操作和維護(hù)時(shí)必須考慮安全性。保護(hù)集關(guān)閉后，其他保護(hù)集的操作不應(yīng)受到影響。對(duì)于斷路，變壓器分支應(yīng)打開(kāi)電容保護(hù)跳閘針，使三相跳閘啟動(dòng)失敗。其母聯(lián)和分段分支

7、必須打開(kāi)工作的三跳啟動(dòng)故障（tj）r動(dòng)作觸點(diǎn)作為三相跳閘啟動(dòng)故障。電路分支可以將保護(hù)分支動(dòng)作觸點(diǎn)打開(kāi)為分支跳閘啟動(dòng)失敗，將工作的三跳啟動(dòng)失?。╰jr，tj）q動(dòng)作觸點(diǎn)啟動(dòng)為三相跳閘啟動(dòng)失敗。對(duì)于斷路，主變壓器備份保護(hù)行為不應(yīng)開(kāi)始上級(jí)（分段）斷路器故障保護(hù)，母線保護(hù)和獨(dú)立上級(jí)（分段）過(guò)流保護(hù)行為應(yīng)開(kāi)始上級(jí)（分段）斷路器故障保護(hù)。對(duì)于電流互感器和電壓互感器，有以下要求：20vk母線和母線（分段）保護(hù)適用于型號(hào)5p級(jí)電流互感器。4防范措施和建議220kv雙母線接線出線間隔較多，母差保護(hù)電流回路較復(fù)雜，易出現(xiàn)電流回路接錯(cuò)或ct極性接錯(cuò)的情況，尤其是在改擴(kuò)建工程中，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)就可能導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。在

8、新間隔擴(kuò)建、大型技改工作中，為確保二次電流回路正確，建議采取如下防范措施。（1）通過(guò)一次通流整組試驗(yàn)方法檢驗(yàn)ct二次回路。電流回路搭接完成后，ct一次通流，可通過(guò)鉗形電流表、專用試驗(yàn)插拔測(cè)量（如reb103母差保護(hù)）、讀取保護(hù)裝置采樣值等方法獲取二次電流值，校驗(yàn)ct變比，檢查ct二次回路有無(wú)分流，從而可檢查出不同間隔電流回路有無(wú)交叉。（2）加強(qiáng)驗(yàn)收把關(guān)。在驗(yàn)收過(guò)程中，仔細(xì)核對(duì)實(shí)際接線與設(shè)計(jì)圖紙是否一致，并且全程參與傳動(dòng)和通流試驗(yàn)。（3）做好啟動(dòng)過(guò)程中的帶負(fù)荷試驗(yàn)。帶負(fù)荷試驗(yàn)是檢查ct二次回路非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是設(shè)備投運(yùn)前最后一道關(guān)口，相關(guān)試驗(yàn)人員務(wù)必高度重視。結(jié)束語(yǔ)電力系統(tǒng)中母線保護(hù)對(duì)電網(wǎng)

9、穩(wěn)定運(yùn)行起著非常重要的作用，因此要求母線保護(hù)應(yīng)具有靈敏度高、動(dòng)作速度快、可靠性高等特點(diǎn)。本文對(duì)220kv某變電站35kv母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)地分析，原因是暴雨天氣導(dǎo)致35kv304線路發(fā)生b相接地，a、c相對(duì)地電壓升高導(dǎo)致所用變bc相接地短路。304開(kāi)關(guān)正確動(dòng)作，35kv母線差動(dòng)也正確動(dòng)作。在以后的工作中，運(yùn)行維護(hù)部門(mén)應(yīng)強(qiáng)化繼電保護(hù)專業(yè)管理，深入開(kāi)展設(shè)備隱患排查，對(duì)存在的隱患進(jìn)行及時(shí)處理。尤其在雷雨天氣，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)變電站一次設(shè)備的檢查，充分考慮變電站內(nèi)的各種情況，針對(duì)可能出現(xiàn)的各種意外做好應(yīng)對(duì)措施，從而保證變電站內(nèi)所有設(shè)備穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。更換母差保護(hù)光口收發(fā)板。尾纖連接正常后，經(jīng)長(zhǎng)期觀察，保護(hù)裝置告警未再發(fā)生。更換后的板件經(jīng)制造廠家鑒定，確認(rèn)硬件損壞導(dǎo)致處理模件丟幀。變電站內(nèi)母差保護(hù)裝置是制造廠家在智能變電站建設(shè)初期制造的設(shè)備，裝置告警信息并不規(guī)范，給故障處理帶來(lái)了困難。結(jié)合本次故障處理經(jīng)驗(yàn)，修訂了類似缺陷處理的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，為以后的故障處理提供了參考思路。參考文獻(xiàn)1廖曉藝.對(duì)220kv變電站一起母線刀閘缺陷的處理及分析j.電子測(cè)試，2019（24）：90-91+82.2曹超.220kv新棉變電站220kv橋棉線b相故障分析j.電力設(shè)備管理，2019（06）：