距离保护在高压线路保护中已经非常普遍,对其正确配置将对线路可靠运行起到重要作用,作者通过一例保护误动事故分析,详细阐述其误动作原因,以避免类似事故的发生。

影响母线残压保持装置误动的原因(一起母线失压造成距离保护误动作的事故分析)(1)

距离保护在母线失压时应当可靠闭锁,已成为共识,并被普遍认为母线失压时距离保护会自动被可靠闭锁,不会误动作。但是对某些保护装置,如果定值配合不当,母线失压时距离保护仍然会误动作跳闸。

1 事故经过

根据调度报告,某日上午8点15分,某变电站35kV母线失压,35kV电厂Ⅱ线距离Ⅰ段动作跳闸,动作阻抗值为0;35kV电厂Ⅰ线发PT断线信号。35kV电厂Ⅰ线、35kV电厂Ⅱ线为来自同一发电厂的同塔双回线路,事故前并列运行,参数相同,定值相同,保护装置均采用南瑞集团RCS-9615II型保护。

2 事故分析

由事故经过可初步判定,本次事故为35kVⅠ、Ⅱ母失压造成35kV电厂Ⅱ线距离Ⅰ段保护误动作。由距离保护原理可知:对于距离保护,运行中测量阻抗Z=U/I,当电压互感器二次回路断线时,U=0,Z=0,阻抗元件将会误动作。

微机保护中为防止阻抗元件误动作,任何保护的出口必须在保护装置总起动的条件下才会实现,而保护总起动通常采用电流元件,电流元件不受电压回路断线影响,可以在失压过程中起到可靠的闭锁作用。所以在失压时本站距离保护应该被有效闭锁,不应该造成跳闸。简化的保护原理逻辑如下图所示。

影响母线残压保持装置误动的原因(一起母线失压造成距离保护误动作的事故分析)(2)

根据保护厂家说明书,距离保护起动条件判据为:

a)∆IΦΦmax>1.25∆IT DIzd

注:DIzd为突变量起动定值,是固定门坎;∆IT是浮动门坎,随着变化量输出增大而逐步自动增高,取1.25倍可保证门坎电压始终略高于不平衡输出,∆IΦΦmax是取三相间电流工频变化量中最大的一相间电流的半波积分值。该判据满足时,总起动元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。

b)另一部分为过流起动元件

当电流大于整定值时,电流起动元件动作,作为起动元件输出去开放出口继电器正电源。

C)第三部分为负序过流起动元件

当负序电流大于整定值时,负序电流起动元件动作,作为起动元件输出去开放出口继电器正电源。

由调度自动化系统调取跳闸时的记录知:跳闸前电厂Ⅱ线保护一次侧电流为194A,二次侧电流大约为194/120=1.61A(保护绕组变比为600/5),过流起动定值(Iqzd)为1.5A,因跳闸前二次电流大于1.5 A,所以过流起动动作,开放出口正电源,电流元件无法对母线失压进行有效闭锁。此时发生PT断线故障,35kVⅠ、Ⅱ母失压,则电厂Ⅱ线测量阻抗Z=U/I=0,距离Ⅰ段保护动作,因出口有正电源,所以出口跳闸成功。由于电厂Ⅰ线当时一次电流为78A,二次侧电流为0.65A(保护绕组变比为600/5),小于过流起动定值(1.5A),所以电流起动元件有效闭锁,经过1.25 S延时后发PT断线信号。

3 结论

通过本次事故总结出以下经验教训:以后应加强定值管理工作,对于使用距离保护的站点,根据负荷增长情况及时调整过流起动定值和负序过流起动定值,防止其动作开放出口正电源造成开关误动作跳闸。定期检查电压并列装置,防止因并列装置损坏造成母线失压。

本文编自《电气技术》,标题为“一起母线失压造成距离保护误动作的事故分析”,作者为孙兆健。

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