某220kV智能变电站主变间隙保护误动分析

万杰 郭一帆

摘要：本文通过对某220kV智能站1号主变A套保护发生间隙电流保护、零序电压保护误动作事故的整个过程的分析与总结，对智能变电站应用后继电保护专业带来新问题进行分析和探讨。

关键词：继电保护；非全相运行；中性点间隙保护；故障分析

1事故介绍

1.1事故发生前的电网运行方式

故障时电网的运行方式如图1所示。

图1事故电网接线图

220kV-B变电站110kV系统运行方式：110kV采用双母线接线形式；110kV1号主变和两条线路运行于110kVⅠ母；110kV2号主变和两条线路运行于110kVⅡ母；110kVⅠ、Ⅱ母母线并列运行。事故前，1号主变有功功率23MW，2号主变有功功率22MW；事故跳闸后，2号主变有功功率45.74MW，事故后220kV-B变电站未损失负荷。

1.2事故经过及保护动作情况

某17时01分20秒433毫秒，750kV-A变电站1号主变220kV侧送电时，2201断路器A相未合闸，B、C相合闸，导致线路非全相运行，0.5s后断路器本体三相不一致保护动作。21秒905毫秒，该地区220kV-B变电站1号主变A套保护装置间隙保护动作，1号主变高低中压侧断路器跳闸，B套保护没有动作信息。

2变压器间隙保护

2.1间隙电流保护和零序电压保护的启动元件说明

主变间隙配置的保护包括间隙电流保护和零序电压保护，来共同实现大电流接地系统在运行过程中失去中性点接地后系统发生接地故障防止一次设备绝缘的损坏[5]。间隙电流保护的启动元件包括：间隙电流启动，间隙电流大于0.95倍动作门槛(一次值100A，二次值为0.17A)；零序电压启动，零序电压大于0.95倍动作门槛(取外接时为二次值180V)。间隙电流保护逻辑图如图2所示。

零序电压保护的启动元件为：零序电压启动，零序电压大于0.95倍动作门槛(取外接时为二次值180V)。零序电压保护逻辑图如图3所示。

2.2间隙保护跳闸分析

通常情况下变电站2台运行的主变都是要求其中1台主变的中性点直接接地运行，另一台主变中性点不接地。对于变压器中性点配置的间隙电流保护、零序电压保护若系统中性点接地运行时，中性点的电压是小于180V，只有主变运行在不接地系统中，变压器中性点的对地电压会升高，零序过压保护才会动作，此时从零序过电压的逻辑图可知其不需要其他接地保护的配合，只要躲过中性点的暂态电压，跳主变各侧断路器。

3事故分析及解决措施

3.1事故分析

检查发现如下问题：(1)现场打印保护装置动作报告，A套保护装置动作报告显示17时01分20秒442毫秒，220kV1号主变A套保护装置启动，1463ms后高压侧中性点间隙电流保护动作(此时电流值0.001A)；高压侧零序电压保护动作(此时电压值271.607V)。

(2)跳闸时间1463ms与定值500ms不相符

(3)检查1号主变B套保护装置无任何启动及动作报告，如表2所示。

(4)现场打印保护装置以及故障录波报告，A套保护装置录波显示动作时刻电压最大值约为2.36V，故障录波器录波显示动作时刻电压最大值约为2.01V，远远小于A套保护装置动作报告中显示271.607V的动作电压。

(5)检查室外1号主变220kV侧汇控柜保护用PT合并单元及其所在的220kVⅠ母电压、Ⅱ母电压汇控柜二次回路、各级联光纤回路，均未发现异常情况。

(6)现场检查1号主变220kV侧避雷器、间隙放电计数器均无新增动作计数，未发现放电痕迹，一次设备正常，无故障发生。

对比分析故障录波图发现保护动作时系统存在零序电压，零序电压二次值最大值为2.5V，远远小于零序过压保护的定值(180V)。主变A套保护装置与故障录波器波形保持一致。

现场检查发现1号主变A套保护与B套保护软件版本校验码一致，但软件生成日期不一致；A套保护装置为2012年10月18日，B套保护装置为2013年6月17日。经进一步检查发现A、B套保护两个装置的配置文件中零序电压计算系数相差120倍，导致零序电压保护定值(180V)被缩小120倍(1.5V)，从而导致保护误动。

3.2解决措施

(1)运行单位应强化继电保护规范化管理。加强现场作业安全管控和危险点分析预控，认真履行专业管理职责，加强继电保护专业人员培训，提高继电保护专业技术和管理水平。

(2)监督管理部门应强化专项整改工作的全过程管控力度，监督指导现场运维管理工作，深入学习智能变电站专业知识、运维技能，提高设备运维水平和事故分析能力。

4结语

通过对智能站主变中性点间隙保护误动作的过程分析得到其原因是A套保护装置的软件配置错误造成的。智能变电站的安全稳定运行要求提高专业人员对设备原理的了解，增强发生故障时正确分析与处理问题的能力；应使运行人员掌握设备检修过程中安全措施的制定方法，减少人为造成隐性故障概率。

参考文献

[1]樊陈，倪益民，申洪，等.中欧智能变电站发展的对比分析[J].电力系统自动化，2015，39(16)：1-7.

[2]王建华，张国钢，耿英三，等.智能电器最新技术研究及应用发展前景[J].电工技术学报，2015，30(9)：1-11.

[3]王同文，谢民，孙月琴，等.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制，2015，43(6)：58-66.

[4]马涛，武万才，冯毅.智能变电站继电保护设备的运行和维护[J].电气技术，2015，16(6)：130-131.