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变差动保护误动事故分析

  本文通过事故经过及检查、差动保护误动原因分析、瓦斯保护误动分析、结论与建议四个方面进行变差动保护误动事故分析
1 事故经过及检查

  某110 kV变电站低压侧(10 kV)一条出线由于相间故障跳闸,与此同时,该变电1号主变差动保护动作、瓦斯保护动作,主变高低压侧开关同时跳闸。

  该变电站为110 kV终端变电站,110 kV为内桥接线,10 kV为单母线分段接线。 跳闸事故发生后,经检查,初步判断,主变跳闸的原因很可能为保护误动。但对主变所有保护进行了定值校核、二次电缆绝缘检测等仔细认真的检查后,仍未发现异常。

  由于该变电站负荷较重,1号主变暂时投入运行。当进行主变带负荷试验时,发现1号主变差动保护A相差电流比其它两相大,约超出14 mA。由此判断可能的原因是主变110 kV电流互感器(CT)变比异常。

  由于该变电站为内桥接线形式,主变差动保护高压侧为进线开关与分段开关的合电流,所以针对不同的运行方式分别进行了检查,在确定110 kV进线开关(编号93)CT变比异常后,对93号开关CT进行了误差试验。

  误差试验的结果表明,93号开关CT变比误差已经远远超出允许范围,接近20%。对GIS(封闭式组合电器)解体后检查发现,GIS内部CT引接线互相缠绕,且绝缘已经被烧损。对损坏的引接线进行更换处理后,设备恢复正常。

  2 差动保护误动原因分析

  由于该主变110 kV开关CT变比存在较大幅度的误差,在低压侧近距离短路时,差动保护的差电流达到整定值,差动保护动作出口,跳开高低压侧开关。该变压器差动保护为许昌继电器厂早期生产的LCD-4型,整定值为0.48 A。根据计算,当110 kV侧CT变比误差为20%、低压侧短路电流达到13.5 kA时,保护差电流即达到定值门槛,而当时由于10 kV侧线路近距离相间短路,短路电流已经远超过13.5 kA。

  3 瓦斯保护误动分析

  经过反复检验发现,当主变差动保护动作出口时,该主变瓦斯保护信号继电器同时掉牌,引起瓦斯保护信号继电器误发信号的原因,是由于二次电缆芯间电容的影响。如图1所示:由于从主变保护屏到变压器瓦斯继电器的电缆大约有150 m,相当于在WSJ并联一个电容C。正常运行时,在正负控制电压的作用下电容两端充电,当差动保护继电器接点CJ1闭合时,形成一闭合的放电回路,瓦斯信号继电器的动作电流为0.15 A,在电缆放电电流的驱动下,其动作率几乎达到80%。

  实际上,变压器瓦斯保护并没有真正动作,在差动保护误动的同时,由于电缆放电电流的作用,使得瓦斯信号继电器误掉牌,给运行人员一个假信号。

  针对上述情况,为防止再次误发信号,对瓦斯保护回路做了如下改进:在信号继电器XJ2并联1个75Ω的电阻,提高了信号继电器的动作电流,可靠防止了由于电缆电容的影响而导致的误掉牌,同时严格保证了正常动作时的正确掉牌如图2所示:

  4 结论与建议

  (1) 这是一起典型的由于CT变比误差导致的差动保护误动。由于该变电站为内桥接线,在正常情况下,对于上述变比误差,很难在保护带负荷试验中发现,加之GIS设备难以进行互感器变比误差试验,在变电站投动后的10年中从未做过变比误差试验,因而使上述隐患长期未能发现。同时,笔者在长期的工作中还数次发现互感器变比超标引起的保护误动、告警等问题,因此可以说,目前互感器误差试验的周期是否应适当进行调整,是一个值得探讨的问题。

  (2) 从检验和分析的结果可以看出,二次电缆的电容对瓦斯保护信号继电器的动作有着不容忽视的影响,尤其当二次电缆较长时,影响更加明显。所以说,对于比较灵敏的继电器,电缆电容的影响是一个不容忽视的因素,应当在设计、运行中加以重视。

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