35kVⅠ段母差保护动作事故原因分析

黄夏园

摘要：为加强对35kVⅠ段母差保护动作事故原因的分析，找准精确跳闸现象发生的原因，本文以实际案例为研究对象，首先对跳闸现象进行分析，主要涉及到天气环境变化、保护信息进行阐述，然后提出了35kVⅠ、Ⅱ段母线保护A相出现差流原因，旨在为找准事故发生原因，制定可行性高解决措施提供参考。

关键词：35kVⅠ段母差保护动作；事故；原因

1. 引言

2019年6月13日某园区220kV变电站35kVⅠ段母差保护，因雷雨期间35kVⅠ段母联二次电流回路电流反串，母差保护出口动作跳闸Ⅰ段所有链接开关，造成35kVⅠ段及供至园区#1、#2电炉、#1电石、#1联络线等线路失压。

图1 某园区220kV变电站35kVⅠ段接线图

二、事故发生经过：

①6月12日20:00有雷电大雨，

20:37：20.748ms35kVⅠ、Ⅱ段母线保护柜同时出现母差保护启动、TA三相断线动作告警，A相差流0.631A，TA断线有闭锁差动保护功能，且差流未达到定值1A，因此母差保护启动告警，但处于出口闭锁状态。如下图2所示。

图3 CT断线闭锁报警功能及内部逻辑示意图

此后35kVⅠ、Ⅱ段母线保护持续出现母差保护启动、TA三相断线动作告警，均同一时间启动告警及复归。A相差流达到1.564A>差流定值1A。软件、如下图4所示。

图2

②6月13日1:03:21.316ms，35kVⅠ段母线保护柜母差出口，35kVⅠ段母线所有开关全部跳闸，调出后台事件列表查看保护动作顺序：

1:01:37.004ms，10kV原矿#1破碎机起动中速断保护动作、运行中速断保护动作，动作电流98.66719A，

1:01:39.019ms，10kV原矿#3棒磨机低电压保护动作

1:02:00.314ms，35kVⅠ段母线保护柜母差差动电压动作

1:02:00.316ms，35kVⅠ段母线保护柜母差保护出口动作，A相差流1.658A。

1:02:00.349ms，35kVⅠ段母线保护柜母线故障信息动作

1:02:00.638ms，35kVⅠ段母线保护柜母差保护出口复归1:02:00.746ms，总降35kVⅠ段母线保护柜母差保护启动

1:02:09.133ms，10kV蒸发母联备自投动作

1:02:11.903ms，10kV循环水母联备自投动作

1:02:14.729ms，10kV沉降母联备自投动作

1:02:22.724ms，10kV原矿母联备自投动作

1:02:59.001ms，10kV主厂房Ⅰ段#1空压机低电压保护动作

1:03:03.825ms，10kV主厂房Ⅰ段#1引风机低电压动作

1:03:04.381ms，10kV主厂房母联备自投动作

1:03:21.156ms，35kVⅡ段母线保护柜母差保护启动

1:03:45.031ms，10kV综合泵房母联备自投动作

1:04:48.970ms，220kV#1主变保护A柜后备保护启动

1:05:36.874ms，220kV#1主变保护B柜后备保护启动

如下图5所示。

图3

从以上保护信息分析：6月12日20:37开始35kVⅠ、Ⅱ段母线保护持续出现母差保护启动，A相差流>保护定值1A，因TA断线闭锁差动出口，6月13日1:02，10kV原矿#1破碎机电机出现故障，造成35kVⅠ段电压波动，CA线电压异常下降，产生负序电压7.261V，母差差动电压动作，因此满足母线保护关于TA断线情况下开放差动出口的条件：

35kVⅠ段所有开关跳闸，由35kVⅠ段供电的#1联络线失电，#1联络线带的同在一个系统上10kV原矿Ⅰ段、沉降Ⅰ段、焙烧Ⅰ段、分解循环水Ⅰ段、蒸发Ⅰ段及电厂综合泵房Ⅰ段、主厂房Ⅰ段失电启动备自投。如下图4所示。

图4

三、35kVⅠ、Ⅱ段母线保护A相出现差流分析：

①6月13日1:03，35kVⅠ段所有开关跳闸后，检查一二次设备并未发现任何异常，电缆、母线绝缘合格，母线做耐压试验合格，但35kVⅠ段所有开关跳闸后，处于检修状态，35kVⅠ、Ⅱ段母线保护仍有差动启动告警，直到4:03告警消失，保护恢复正常。

5：00恢复#1主变及35kVⅠ段母线运行，5:20恢复35kVⅠ段馈线#1电石311开关、#2电炉313开关、#1联络318开关、#1电容315开关、#2电容316开关、#1接地变317开关、#6整流314开关运行，均未出现异常。

经过6月13日~14日两天的观察，35kVⅠ、Ⅱ段没有再出现差动启动告警，因此判断一次设备良好，不是产生差流的原因。

②事故后分别调出35kVⅠ、Ⅱ段母线保护的录波报告，因事故前后保护启动次数过多，差动出口的波段已被覆盖，只能查到3:51、3:52两次母差启动的录波报告，从报告上看出，35kVⅠ段进线及出线电流均为0，但母联A相显示有电流，A相差流、制动电流有电流。

③35kVⅠ、Ⅱ段母联在3月6日事故后，母联隔离柜烧坏，一直处于冷备用状态，检查母联到母线保护的电流回路，该回路由母联隔离柜电流互感器到35kVⅠ段母线保护柜，后串联到35kVⅡ段母线保护柜，即35kVⅠ、Ⅱ段母线保护所采集的母联电流回路为同一回路。若该回路电流出现异常，则35kVⅠ、Ⅱ段母线保护会同时报警。

在母联隔离柜检查发现，由于柜内电流互感器在3月6日的事故中损坏，电流二次线已全部拆开放在地上，其中A330线（到母线保护柜的A相电流线）搭在开关柜外壳上。

四、结论

结合事故后的故障录波报告及母联电流回路现状，判断母联电流回路CT侧开路裸露，A相搭接在开关柜外壳上，开关柜与接地网相连，当晚雷电雨时，接地网有接地电流未完全释放完毕，母联A相电流回路串入35kVⅠ、Ⅱ段母线保护，导致差流持续启动，无法复归，但只有A相有电流，B、C相电流为零，因此TA三相断线同时报警闭锁差动。

1:0310kV原矿#1破碎机电机发生短路故障，35kVⅠ段电压下降，开放差动出口，35kVⅠ段母线保护满足差流及电压两个条件，保护动作，所有开关跳闸。

1:03~4:03，因母联A相电流回路仍搭在开关柜上，35kVⅠ、Ⅱ段母线保护仍检测到差流，保护持续启动。

4:03之后，35kVⅠ段开关操作的过程当中开关柜振动，母联A相电流回路可能有短时断开，电阻增大，接地电流改变走向，因此保护告警消失。

参考文献

[1]吴薇,张国芳,汪振中,王玮,吴周长,黄莉莉,邵竹星.220kV变电站母差保护动作的事故分析[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2020,25(01):13-16.

[2]穆云龙,翁凌,都小利,臧伟.一起500kV电流互感器爆炸引起母差动作的分析[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2020,25(01):57-61.

[3]王泳.基于特殊故障的母差保护动作分析及调度处理方法[J].电气技术与经济,2019(01):50-52.