220kv主變低后備保護越級跳閘事故原因分析及對策

1、<p>　　220kV主變低后備保護越級跳閘事故原因分析及對策</p><p>　　摘要：針對某地區(qū)一起低壓側(cè)出線故障引起主變保護跳分段開關的事故，從主變低后備與出線及電容器保護的時限配合進行分析，提出兩種保護配合整定方案，并經(jīng)過經(jīng)濟技術比較確定最終方案。 </p><p>　　關鍵詞：主變 低后備保護 保護配合 整定方案 </p><p><b&g

2、t;　　0　引言 </b></p><p>　　電力變壓器是變電站的主要設備之一，在電網(wǎng)中有著不可替代的作用，然而隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，負荷密度日益增加，由配網(wǎng)故障引起主變近區(qū)短路導致主變損壞的事故日漸增多?；谠黾又髯冞\行安全性的目的，許多地區(qū)通過制定一系列反措確定了統(tǒng)一的繼電保護整定方案。但是由于某些變電站運行方式有別于普通站，而有的保護整定方案并未將這些特殊因素考慮在內(nèi)，當配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，

3、就存在主變低后備與出線及電容器保護配合不當導致越級跳閘的問題。 </p><p>　　本文通過分析一起低壓側(cè)出線故障造成主變保護跳分段開關引起低壓側(cè)母線失電事故的原因，提出了兩種針對此次事故的保護配合整定方案，并經(jīng)過經(jīng)濟技術比較確定了最終方案，以期與同行商榷，達到防范此類事故的目的。 </p><p><b>　　1　事故前方式 </b></p><

4、;p>　　事故前某220kV變電站運行方式如圖1所示，因該站1號主變?yōu)閱栴}變，其正常方式為：1號主變301開關冷備，35kV分段300開關在合位，2號主變302開關帶35kV　I、II段母線。 </p><p><b>　　2　事故經(jīng)過 </b></p><p>　　某日2時40分40秒圖1中367線發(fā)生相間短路故障（過流保護II段范圍），367開關電流保護II

5、段動作跳閘的同時，該站2號主變35kV限時速斷保護動作跳開300開關造成35kV　I段母線失電，從而引起該站35kV　I段母線負荷全失，造成了一定的經(jīng)濟損失。 </p><p><b>　　3　原因分析 </b></p><p>　　3.1　事故時保護整定方案 </p><p>　　事故發(fā)生時保護的整定方案（方案一）如下： </p>

6、<p>　　35kV出線電流I段按躲過線路末端故障整定，針對短線路采用電流閉鎖電壓速斷整定，2號主變35kV限時速斷與出線II段配合（由于與出線I段保護配合靈敏度不滿足要求，故與出線II段保護配合），0.2秒跳分段，0.4秒跳302開關，0.6秒跳三側(cè)，2號主變35kV過流保護與出線過流段配合，1.5秒跳分段，1.8秒跳302開關，2.1秒跳三側(cè)。 </p><p>　　3.2　事故原因分析 <

7、;/p><p>　　方案一是根據(jù)該地區(qū)防止變壓器近區(qū)故障的繼電保護措施所制定的，以保證主變在近區(qū)短路時快速切除故障為出發(fā)點。近區(qū)故障時，如果故障點發(fā)生在I段母線，則主變保護（做為線路及母線故障的后備）最長以0.2秒跳分段切除故障，若故障發(fā)生在II段母線，則主變保護（做為線路及母線故障的后備）最長以0.4秒跳本側(cè)開關切除故障。但主變跳分段300開關的時限與35kV出線限時速斷時限不配合（都為0.2秒），任何一回出線II

8、段范圍內(nèi)的故障都有可能造成主變誤跳分段，造成I段母線失電，同理任何一回出線過流保護動作都有可能造成主變誤跳分段，造成I段母線失電。 </p><p><b>　　4　對策 </b></p><p>　　針對該變電站特殊的運行方式，提出如下兩種保護配合整定方案，并做經(jīng)濟技術比較，分析各自的優(yōu)缺點： </p><p><b>　　4.1　

9、方案二 </b></p><p>　　35kV出線電流I段按躲線末故障整定，針對短線路采用電流閉鎖電壓速斷整定，丹河站2號主變35kV限時速斷與出線II段配合，跳分段壓板退出（將I、II段母線看成一條母線），0.4秒跳302開關，0.6秒跳三側(cè)，2號主變35kV過流保護與出線過流段配合，1.5秒跳分段，1.8秒跳302開關，2.1秒跳三側(cè)。 </p><p>　　優(yōu)點：與方案一

10、相比，解決了出線限時速斷及過電流保護動作時主變保護誤跳分段的問題，線路近區(qū)故障時線路保護以0秒至0.2秒切除故障，能保證主變后備保護與各出線保護配合。 </p><p>　　缺點：無論I段出線還是II段出線故障，在線路保護拒動的情況下，主變限時速斷均以0.4秒時限切除故障，在35kV母線故障情況下，主變后備均以0.4秒時限切除故障（考慮到該站35kV母線已做絕緣化包封，故障機率很?。?。 </p>&

11、lt;p><b>　　4.2　方案三 </b></p><p>　　將35kV出線電流I段保護范圍伸長（I段退出電壓元件），2號主變35kV限時速斷與出線I段配合，0.2秒跳分段，0.4秒跳302開關，0.6秒跳三側(cè)，2號主變35kV過流保護與出線過流段配合，1.8秒跳分段，2.1秒跳302開關，2.4秒跳三側(cè)。 </p><p>　　優(yōu)點：該方案保證主變在近區(qū)

12、短路時快速切除故障， </p><p>　　并保證主變保護與出線保護配合，對于近區(qū)故障，大多數(shù)情況下由出線的速斷保護動作跳閘，主變保護作為后備。對于I段母線各出線故障0.2秒切除故障。對于II段母線各出線故障0.4秒切除故障。對于過流保護存在的同類問題，由于過流保護反映的是較遠故障，宜保證選擇性增加主變跳分段的時限級差。 </p><p>　　缺點：由于各出線速斷保護范圍伸長，本線路供電的

13、任一臺設備故障都有可能造成本線路非選擇性跳閘（考慮到該站實際所帶煤礦、冶煉負荷為高危用戶，這種情況不可避免）。 </p><p><b>　　5　結論 </b></p><p>　　目前，各地區(qū)對變壓器能否快速切除近區(qū)故障非常重視，無論是安裝限流器還是壓縮保護動作時限，其目的都是盡可能縮短主變承受短路電流沖擊的時間。對于壓縮部分保護配合級差為0.2秒已達極限（整定規(guī)程

14、為0.3秒[1]），對于電流保護配合而言，選擇性和速動性的矛盾，應根據(jù)一次設備狀況及承載短路電流的能力、所供負荷對供電可靠性的要求等方面綜合考慮[2-3]。 </p><p>　　從該站設備及運行現(xiàn)狀分析，35kV母線經(jīng)絕緣化包封后母線故障機率很小，而35kV故障時線路保護拒動的情況同樣很少，因此正常情況下線路近區(qū)故障均能由線路保護快速切除故障，線路保護拒動由主變保護0.4秒跳開本側(cè)開關的情況很少，因此本文認為執(zhí)

15、行方案二較好。 </p><p>　　另外，對于延長主變后備保護時限以求得配合的方案，如將2號主變低壓側(cè)限時速斷改為0.4秒跳300開關，0.6秒跳302開關，0.8秒跳三側(cè)，因為與縮短短路電流沖擊的初衷相悖，未列入考慮范圍。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]中華人民共和國電力行業(yè)標準DL/T584

16、-2007，《3kV～110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》[S]． </p><p>　　[2]趙曼勇.變壓器保護與系統(tǒng)保護整定配合方法探討[J].廣東電力，2003，16（6）：35-37. </p><p>　　[3]郝福忠，侯元文，郭海燕.35kV大容量變壓器繼電保護整定及配合[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2010，38（4）：116-118. </p><p&