一起线路故障引发失灵保护及母线保护动作分析

第３４卷第８期　继电器　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．８　２００６年４月１６日　ＲＥＬ　Ｙ　Ａｐｒ．１６，２００６　７３　起线路故障引发失灵保护及母线保护动作分析　刘华　（河南电力调度通信中心，河南郑州４５００５２）　摘要：某２２０　ｋＶ线路故障，线路保护正确动作，但开关拒动，引起失灵保护动作、母线保护误动，最后造成两　个２２０　ｋＶ变电站全站失去电压。详细分析了这次故障原因，井针对母线保护误动，提出改进方案，进行了实　施。　关键词：失灵保护；母线保护；误动；　分析　中图分类号：ＴＭ７７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００３－４８９７（２００６）０８－００７３－０３　１　事故经过　２２０　ｋＶ母差保护屏报“Ｉ母失灵动作”信号，潢２２０　ｋＶ失灵保护动作，潢２２０　ｋＶ　Ｉ母失压。运行人员随　１．１事故前运行方式　即到潢２２０　ｋＶ设备区检查，发现申潢２开关Ｂ相没　河南电网２２０　ｋＶ系统通过信阳２２０　ｋＶ母线和　有断开，手动按下机构跳闸阀，将申潢２开关Ｂ相　申城２２０　ｋＶ母线，向潢川２２０　ｋＶ变电站供电，系统　断开。　有关接线见图１。图中所有开关正常运行，蓼城为　为尽快恢复２２０　ｋＶ潢川变站用电，潢川变值班　２２０　ｋＶ终端变电站。　员在手动断开申潢２开关Ｂ相后，合上潢２２０母联　开关，在合潢２２０开关时，事故音响、警铃响，Ⅱ信潢　２开关、潢蓼１开关、潢２２０开关绿灯闪光，潢２２０　开关控制屏报“母差保护动作”、“Ｉ母母差保护动　作”、“Ⅱ母母差保护动作”信号。至此，潢川变电站　所有２２０　ｋＶ开关跳闸，造成潢川和蓼城两个２２０　ｋＶ　变电站全站失压。　事故后检查潢２２０　ｋＶ两段母线均无故障点，申　潢线巡线发现＃３２塔中Ｂ相雾闪造成瓷瓶击穿。　２保护动作分析　蓼域２＇２０　ｋＶ母线　信阳２２０　ｋＶ母线　申域２２０　ｋＶ母线　２．１　申潢线路保护动作分析　图１电网简图　申潢线Ｂ相雾闪瓷瓶击穿造成永久性接地故　Ｆｉｇ．１　Ｓｋｅｔｃｈ　ｍａｐ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ　障，申潢１开关高频方向、高频闭锁（零序）动作，Ｂ　１．２　有关开关和保护动作情况　相先跳闸，重合闸动作，由于是永久故障，保护发重　２００４年１２月１５日信阳地区为罕见浓雾天气，　合闸后加速跳闸命令，开关三相跳闸。　能见度不足３０　１ＴＩ。８：２６潢川站主控室内事故音响、　同时，申潢２高频方向、高频闭锁（零序）保护　警铃响；申潢２开关控制屏Ａ、ｃ两相绿灯闪光，Ｂ　动作，但申潢２开关Ｂ相拒动（合闸一级阀与合闸　相红灯平光，报“高频方向跳闸”、“高频闭锁保护动　二级阀之间高压连管的密封垫子开裂。一级阀行程　作”、“三相不一致或非全相”、“启动失灵及跳闸”光　出现偏差，在一级阀动作后，使二级阀动作不到位，　字牌；检查保护动作情况：申潢２开关高频闭锁保护　居于中间位置，造成开关不能断开），申潢２开关后　屏报“高频零序方向出口、高频后备三跳出口”；申　备保护启动，发出三跳命令，跳开申潢２开关Ａ、ｃ　潢２开关高频方向保护屏报“高频突变量方向出　两相。　口、高频零序出口、后备保护动作”动作信号；潢　２．２潢２２０　ｋＶ失灵保护动作分析　由于申潢２开关Ｂ相拒动，系统通过信潢线向　维普资讯 http://www.cqvip.com

７４　继电器　～　．Ｐ●　—　…　根据录波图和有关现场记录，分析如下：　ａ．Ｉ母母差保护和ＩＩ母母差保护出口触点同时　动作，这说明Ｉ母母差保护和Ｉ１母母差保护同时洲　】：２２０　ｋＶ母联　２：２２Ｏ　ｋＶ母联』口３：２２０　ｋＶ母联　４；２２０　ｋＶ母联３Ｉｏ　图３潢川变电站２２０　ｋＶ母联开关电流录波图　Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ｆａｕｌｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｒｅｃｏｒｄｓ　ｏｆ　２２０　ｋＶ　ｓｗｉｔｃｈ　ｏｆ　ｂｕｓ　ｃｏｕｐｌｅｒ　ｉｎ　Ｈｕａｎｇｅｈｕａｎ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　量到差动回路有差电流存在，同时说明没有发生两　段母线先后故障的情况；　ｂ．信潢线在其开关跳闸前的５０　ｍｓ（录波图上　电流消失前的５０　ｍｓ）的最大相Ｃ相的电流，仅比潢　川变值班员在手动合上潢２２０母联开关之前的负荷　电流（约３．６　Ａ）大１倍，且偏向时间轴的一侧，这说　明当时并没有发生故障，只是有冲击，且冲击电流为　励磁涌流性质；　Ｃ．母联开关潢２２０的三相电流畸变，Ｃ相最严　重，波形全部位于时问轴的一侧，与平时对变压器充　电产生的励磁涌流波形完全相同，该电流持续５０　ｍｓ。这说明母线保护动作与用母联开关潢２２０对　变压器充电有直接关系；　ｄ．出现１２　ｍｓ的零序母线电压，幅值为ｌ４　Ｖ。　这说明系统确实有冲击，且该零序电压足以开放母　线保护中的电压闭锁回路。　潢川变ＪＭＨ一１型中阻抗母线保护的二次电流　是通过中问继电器进行交流切换。该保护为了切除　母联死区故障，引入了母联开关位置辅助触点（常　闭触点）。当母联开关在合位时，通过母联断路器　的辅助触点将母联二次电流切换到母差保护差动回　路，当母联开关在断开位时，通过母联断路器的辅助　触点将母联开关的二次电流短接而退出母差保护差　动回路。这样在双母线正常运行方式下，当潢２２０　开关和其ＣＴ之间发生故障时（见图１），Ｉ母差动保　护动作，跳开申潢２、潢２２３、潢２２０开关，但故障仍　然存在。由于引入母联开关位置辅助触点（常闭触　点），在潢２２０跳闸后，其常闭触点闭合，将母联开　关的二次电流短接而退出母差保护差动回路，这样，　ＩＩ母差动此时只计算潢蓼１和信潢２的电流，故ＩＩ　母差动保护动作跳开潢蓼１和信潢２开关，及时隔　离故障点。否则，只能等潢蓼ｌ和信潢２开关的对　侧的２段保护（带有时间）动作，跳开潢蓼１和信潢　２开关的对侧的开关，才能隔离故障点（这样故障时　维普资讯 http://www.cqvip.com

刘华一起线路故障引发失灵保护及母线保护动作分析　７５　间就会较长，对电网的稳定运行的影响就会较大）。　但是，引入母联开关位置辅助触点（常闭触点），也　带来了新的问题，就是当母联开关由分闸位置变为　合闸位置时，即当母联开关合闸瞬间，如果母联开关　次流过电流而开关辅助触点不能及时打开将造成　母联二次电流回路不能及时切换到母差保护的差动　回路，母差保护测量回路将会因失去母联二次电流　而出现差流，该差流的大小等于母联的二次电流，该　差流使母差保护可能误动作。实际上，母联开关辅　助触点动作较慢，常有２０　ｍｓ以上，此时母联开关一　次流过电流而二次电流仍被开关辅助触点短接而无　法接入母差测量回路，将使母差保护依据穿越电流　的大小而可能误动出口。在本次故障中，由于开关　潢２２３在失灵保护动作后没有跳闸，当潢川变值班　员在手动合上母联开关潢２２０时，相当于对一个带　着负荷的变压器充电（此时潢２２３的ｌ１０　ｋＶ开关潢　１　１３在合闸位置）。此时母联电流即为此时的潢２２３　的电流。对于Ｉ母母差，其测量到的差电流为潢２２３　的电流；对于ＩＩ母母差，其测量到的差电流为Ⅱ信　潢２开关和潢蓼ｌ开关的电流的向量和，大小等于　潢２２０的电流；现场录波图显示潢２２０开关的Ｃ相　二次电流幅值为７．２８　Ａ，而母差保护定值为３．９６　Ａ，显然，差动电流超过差动保护定值，因此Ｉ母母差　保护动作，跳潢２２３和潢２２０；同时，ＩＩ母母差保护　动作，跳潢２２０、ＩＩ信潢２开关和潢蓼１开关，报出　“母差保护动作”、“ｌ母母差保护动作”、“ＩＩ母母差　保护动作”信号。　３　事故暴露出的问题及改进方案　１）本次事故中，值班人员对突如其来的事故，　心情紧张，在没有及时向调度汇报的情况下，想尽快　恢复站用电源而合上潢２２０开关，违背了　调度规　程》关于在处理母线失压事故时，要先把失压母线　上的所有开关断开，然后再逐步送电的原则。　２）本次线路保护、失灵保护均动作正确，但母　线保护动作属于误动，误动原因是母线保护装置本　身存在原理性缺陷。　３）防止母线保护误动的方案是：对有关二次回　路进行改进，即加装一个压板，在母联开关合闸前手　动投入该压板，把母联二次电流回路强行切换到母　差保护的差动电流测量回路。在母联开关合闸后，　再手动退出该压板。　４）在进行３）所述的改进方案前，母联开关对　空母线或变压器充电时，投入充电保护并短时退出　母线保护。　５）由于中阻抗母线保护对于二次回路负载有　严格要求，且调试复杂、工作量大，又存在本次故障　中暴露出的原理缺陷，应尽快更换为目前已有成熟　运行经验的微机型母线保护。　４　结束语　本次故障，由于ＪＭＨ一１型中阻抗母线保护的　原理缺陷，造成潢川和蓼城两个２２０　ｋＶ变电站全站　失去电压。此种原理缺陷在其它型号的中阻抗母线　保护中同样存在，应引起我们的高度重视。河南电　网已在全网进行上节中３）和４）所述改进方案，半　年多来全网母线保护运行良好；同时加快了中阻抗　型母线保护更换为微机保护的步伐，计划３年内实　现母线保护微机化，届时河南电网母线保护运行将　更加可靠。　参考文献：　［１］　许继集团有限公司．ＪＭＨ—ｌ型母线保护装置［ｚ］．　１９９６．　ＸＪ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ．Ｂｕｓ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ＪＭＨ＿ｌ［１　Ｚ］．１９９６．　［２］　周纪录．ＡＤＳＳ／Ｓ型中阻抗母线差动保护装置误动分　析及改进措施［Ｊ］．河北电力技术，１９９９．　ＺＯＵ　Ｊｉ—ｌｕ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａ　Ｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ＡＤＳＳ／Ｓ　Ｔｙｐｅ　Ｂｕｓ　Ｍｅｄｉｕｍ　Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　Ｄｉｆｆｅｒ—　ｅｎｔｉａｌ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｈｅｂｅｉ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ，１９９９．　［３］　许继集团有限公司．ＷＭＨ一８００微机母线保护装置　［Ｚ］．２００４．　ＸＪ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ．Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ－ｂａｓｅｄ　Ｂｕｓ　Ｐｒｏｔｅｃ—　ｔｉｏｎ　ＷＭＨ　８００『Ｚ１．２Ｏｏ４．　［４］　南京南瑞继保电气有限公司．ＲＣＳ一９１５ＡＤ微机母线保　护装置［ｚ］．２００４．　ＮＡＲＩ—Ｒｅｌａｙｓ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ—ｂａｓｅｄ　Ｂｕｓ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ＲＣＳ－９１５ＡＤ［Ｚ］．２００４．　［５］　国家电力公司电力自动化研究所．ＢＰ－２Ｂ微机母线保　护装置［Ｚ］．２００４．　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｓｔａｔｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｒｐｏｒａ－　ｔｉｏｎ．Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ—ｂａｓｅｄ　Ｂｕｓ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ＢＰ一２Ｂ［ｚ］．　２００４．　［６］　国电南京自动化股份有限公司．ＷＭＺ一４１Ｂ微机母线　保护装置［Ｚ］．２００４．　Ｇｕｏｄｉａｎ　Ｎａｎｊｉｎｇ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ－　ｂａｓｅｄ　Ｂｕｓ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ＷＭＺ．４１　Ｂ『Ｚ］．２００４．　收稿日期：２００５一ｌ０—１４　（下转第７９页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ　ｏｎ　ｐａｇｅ　７９）　维普资讯 http://www.cqvip.com

孙茁，等探讨隐蔽的电压互感器二次电压误接线问题　７９　２．３对继电保护的影响　①若本侧开关停运、线路停电，需要将室外抽压　这样的接线错误对保护的动作行为造成了很大　Ｐ１’内的二次电缆芯拆掉后和端子箱、保护屏内进行　影响，如果发生瞬时性故障的线路保护重合闸方式　对线；　投的是检同期，那么当对侧线路保护检无压重合开　②若本侧开关停运、线路带电，需要在室内线路　关成功后，即使线路本侧系统与对侧系统已经同期，　保护屏处将实际的母线Ｐ１’开口三角试验电压　但由于本侧线路抽压ＰＴ电压Ａ６０９极性接错，保护　Ｓａ７１０与实际的线路电压Ａ６０９进行大小、相位的比　就判定为非同期，本侧线路的重合闸保护就不动作，　较。　直接导致线路上发生瞬时性故障时本侧开关跳开后　只有这样进行检查试验才能保证线路抽压ＰＴ　不再重合。　内的接线是正确的。　３　小结　参考文献：　高村变２２０　ｋＶ　Ｉ五高２和高２２旁的线路抽压　［１］　南京电力自动化设备总厂．ＷＢＺ－０２微机型变压器保　ＰｒＩ’极性接错了近２０年（自投运至今）却一直未被发　护装置调试大纲［ｚ］．　现的原因就是按常规方法校验并不能验证线路抽压　Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｐｒｒ极性接的是否正确。因为２２０　ｋＶ线路保护进行　Ｆａｃｔｏｒｙ．Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ　Ｏｕｔｌｉｎｅ　ｏｆ　ＷＢＺ－０２　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ　校验工作时一般会停电，即使２２０　ｋＶ线路不停电，　Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ　ｆｏｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ［Ｚ］．　在试验前做安全措施时我们也需要将线路端子箱内　的抽压ＰｒＩ’二次小保险拔掉，以免校验装置输出的　收稿日期：２００５－０８—１６：　修回日期：２００５－０９－０２　作者简介：　试验电压窜到带电的线路抽压Ｐ１’上，这就造成试　孙　茁（１９５５一），男，高级工程师，长期从事地区电网　验时能够检查到的线路电压Ａ６０９仅仅是保护屏端　运行技术和管理工作；　子排到保护插件之间的这一段回路与接线。要想解　薛　源（１９７６一），男，工程师，从事继电保护运行维护　决此类问题，就需要做进一步的检查：　和技术管理工作。Ｅ－ｍａｌｌ：ｘｕｅｙ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｍｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｏｎ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｆ　ｖｏｌａｔｇｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ＳＵＮ　Ｚｈｕｏ，ＸＵＥ　Ｙｕａｎ　（Ｓａｎｍｅｎｘｉａ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｓａｎｍｅｎｘｉａ　４７２０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｔａｋｅｓ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｔｏ　ｄｅｓｃｒｉｂｅ　ｔｈｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｍｉｓｅｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｎ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｆ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ．Ｉｔ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｏｆ　ｌｏｎｇ．ｔｅｒｍ　ｍｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｉｎｓｅｒｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ　ｏｆ　ｌｉｎｅｓ，ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｃｔｉｏｎ．Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ—ｂａｓｅｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｃｈｅｃｋ；ｈｏｍｏｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ　（上接第７５页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ　ｆｒｏｍ　ｐａｇｅ　７５）　作者简介：　刘　华（１９５５一），男，高工，从事电力系统继电保护技术　管理工作；Ｅ—ｍａｉｌ：ｊｄｂｈｚｚｈｎ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａｎ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｒｅａｋｅｒ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｕｓ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ａ　ｆａｕｌｔ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｉｎ　ａ　２２０　ｋＶ　ｌｉｎｅ　ＵＵ　Ｈｕａ　（Ｈｅｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００５２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ　ａ　ｆａｕｌｔ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｉｎ　ａ　２２０　ｋＶ　ｌｉｎｅ，ｔｈｅ　ｌｉｎｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓ　ａｃｔｅｄ　ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｂｒｅａｋｅｒ　ｍｉｓｓ　ｔｒｉｐｐｅｄ．Ｉｔ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｒｅａｋｅｒ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｃｔｅｄ　ａｎｄ　ｂｕｓ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｆ　ｔｗｏ　２２０　ｋＶ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ａｌｌ　ｌｏｓｔ．Ｔｈｅ　ｆａｕｌｔ　ｒｅａｓｏｎ　ｉｓ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆａｉｌｕｒｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｂｕｓ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ａｎａｌｙｓｉｓ