500kV主变保护误动作的原因分析

500kV主变保护误动作的原因分析

周斌

四川科锐得实业集团有限公司四川成都610000

摘要：变压器是电力系统中的重要供电元件，具有改变电压、传递电能的作用，是保障电网安全、经济运行的基础。其运作的可靠性关乎变电站的整体安全，一旦出现故障，将严重影响供电可靠性和电网稳定性。变压器保护可为电网安全、稳定运行提供可靠保证，在电网中具有举足轻重的作用。本文结合一起500kV主变保护动作的事故，通过检查现场的电力设备和事故记录，分析主变保护动作原因，提出相关整改措施和防范建议，防止保护误动作。

关键词：500kV主变保护；误动作；分析

引言

某500kV变电站在500kV#3自耦变压器送电过程中，将#3主变中压侧开关由热备用转运行，合上203开关后，#3主变保护屏2中压侧阻抗保护动作，220kV母联234开关、分段213开关跳闸。中压侧刀闸操作期间，保护屏2出现PT断线告警信号。

针对该主变中压侧阻抗保护动作，本文分析了#3主变中压侧阻抗保护动作及中压侧刀闸操作期间出现主变PT断线的原因，介绍母线电压切换回路，并提出根据操作期间信号防止主变保护误动的建议。

1事故简介

跳闸前500kV#3主变高压侧在运行状态，500kV#3主变中压侧开关203在热备用状态，220kV#1M、#2M、#3M、#4M联络运行；220kV母线运行方式如图1所示。

根据SER可知，#3主变保护屏2阻抗保护动作，213、234断路器跳闸。

2保护动作分析

2.1动作原因分析

在合上203开关后，主变保护屏2侧接地阻抗I段保护和中压侧相间阻抗I段保护动作，跳开分段开关213、母联开关234。#3主变中压侧开关203合闸时，中压侧电流增大，中压侧三相电压确为零，小于中压侧接地阻抗I段保护和中压侧相间阻抗I段保护的动作定值7Ω，满足动作判据。

检查#3主变保护屏2内RCS978保护装置中压侧无电压采样值，500kV#3主变保护屏1内RCS978保护装置中压侧电压采样值正常，同时500kV#3主变保护屏2内电压切换箱“Ⅲ母”、“IV母”绿灯均熄灭，即保护装置无中压侧电压采样输入。RCS978保护装置检测无压且保护未启动时，延时10s发TV断线告警，并闭锁阻抗保护。在2203开关合闸期间，保护启动，#3主变保护屏2并不满足TV告警判据，故中压侧阻抗保护未闭锁。

使用万用表测量发现输入中压侧电压切换装置的220kV#3M电压和220kV#4M电压回路均有压，而电压切换装置输出回路无压。于是初步认为故障原因为#3主变电压切换回路异常。对相关二次回路进行逐一排查，发现203间隔就地控制柜内反映刀闸分合位回路的正电端子接触不良，正电无法送至中压侧电压切换装置励磁1YQJ、2YQJ继电器，导致电压切换装置内电压无法通过继电器的辅助接点送到保护装置。由此可知，#3主变保护屏2动作的原因是电压切换继电器正电源端子松动。

2.2CJX电压切换装置失压告警信号未发原因

CJX电压切换装置失压告警回路如图2所示，1YQJ和2YQJ继电器均不励磁时，保护装置向主控台发中压侧切换继电器电源消失信号。

当电压切换装置正电源端子松动时，CJX电压切换装置内继电器不能励磁，导致两路电压失压，但203开关合上前，主控台未收到CJX电压切换装置失压告警信号。经核实，CJX电压切换装置失压告警信号与203开关断路器常开接点串联后送至主控台，故当两路电压均失压，同时开关在合位时，主控台才会收到中压侧切换继电器电源消失的信号。

3中压侧刀闸操作保护装置发TV断线原因

在操作203开关至冷备用期间，当合上母线侧刀闸2033和主变侧刀闸2036时，主控台有PT断线信号，由保护装置TV断线判据可知，保护装置需接入203开关跳闸位置开入。#3主变保护屏中压侧开关203跳闸位置开入采用203操作箱中TWJ接点，而非203开关本体位置辅助接点，并采用操作箱三相跳位接点串联接线。

203跳闸位置监视回路和刀闸2036、2033合闸时刻存在联锁回路，当刀闸合闸命令发出时，刀闸转动过程中，刀闸合闸继电器励磁，其接点闭合后致使继电器VX励磁，串接在203合闸回路中的联锁回路常闭接点VX-1断开，203断路器合闸回路断开，从而三相跳位继电器TWJA、TWJB、TWJC均失磁，主变保护屏3内跳位继电器和合位继电器均不励磁，故seR发出203断路器控制回路断线信号，主变保护屏中压侧开关跳位位置开入为0，即保护屏判定203开关为合位状态。而电压切换继电器正电源端子松动，导致电压切换装置无法将母线电压送至保护装置，主变保护屏2内203合位且电压为零，满足PT断线判据，203开关控制回路断线信号后1.5s保护屏2发PT断线信号，保护屏1内电压切换正常，没有PT断线告警信号。

4500kV变电站主变保护现场工作危险点分析

（1）主变保护屏。退出跳220kV母联、分段开关压板，解除220kV失灵复压闭锁压板，启动变中开关失灵压板。隔离各侧电流、电压回路，特别注意隔离高压侧去稳控电流、中压侧去稳控电压、中压侧去220kV备自投电压、中压侧去PMU电压。

（2）断路器保护屏。退出失灵跳相邻运行断路器压板、失灵启动500kV母差失灵压板、失灵发远跳压板。隔离断路器电流、电压，特别注意隔离边断路器保护屏500kV母线电压。

（3）其它注意问题。手跳变高或变中开关时须解线，以免造成220kV备自投放电。手跳或保护跳变低时，可经压板控制联跳相应变低所带电容器与电抗器。

5500kV主变保护误动作防范建议

为防止电压切换回路异常导致保护误动作，保证电网安全稳定运行，提出以下防范建议。

（1）取消电压切换装置失压告警信号串联的开关位置接点。当电压切换回路异常时，装置可在开关合上前发出电压切换装置失压告警信号，能根据电压切换继电器失压信号对电压切换回路进行处理，避免保护误动作。

（2）刀闸操作期间，若保护屏内电压切换回路正常，保护装置能正常采集电压，则装置无PT断线告警信号出现；若保护屏内电压切换回路异常，保护装置不能正常采集电压，则装置会发出PT断线告警信号。在操作刀闸期间PT断线信号出现时，可对电压切换回路进行检查，防止继续操作导致保护误动作。

（3）优化电气操作方法。母线停、送电操作时，做好电压互感器二次切换工作，防止电压互感器二次侧向母线反充电。主变复电操作中，应检查电压切换装置状态，确保电压切换箱“I母”、“II母”绿灯均亮，防止未及时发现电压切换装置异常而导致无法检测到刀闸合闸状态异常的问题。

7结束语

本文中，以某500kV变电站为例，分析其500kV主变保护动作的事故原因，并提出相应措施，以期可以在今后的变电运行中，防止保护误动作出现。

参考文献

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[2]徐勤超袁强李业锋等.110kV主变差动保护误动作事故分析[J].农村电气化，2018(03)

[3]冯顺曲欣王毅等.500kV主变差动保护误动作事故[J].农村电气化，2017(10)