某电厂WMZ-41A型母线保护误动原因分析及改进措施

某电厂WMZ-41A型母线保护误动原因分析及改进措施
摘要：母线保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。

文章通过对
一次WMZ- 41A型母线保护误动原因的分析, 分析了保护误动的原因, 并提出了改
进措施。

关键词：母线保护；误动；失灵；原因分析
0 引言
近几年来，全国电网发生了失灵保护的光隔开入抗干扰措施不完善, 抗干扰延
时未能起到应有的作用, 无法躲过交流混入直流系统后所产生的“干扰”,再加上该
型号失灵保护开入重动继电器动作功率较低,造成母线失灵保护误动的事故,给电
网的安全稳定运行带来极其严重的影响。

1 事故简述
图 1
事故前的运行方式：500KV I、II组母线，#3机组及线路5911、5912、5913
运行，#4机组解列，5922、5923断路器分闸待调令转冷备用。

事故经过：2011
年8月20日00时24分，某电厂#4机组因停机检修申请中调同意用#4发变组
500KV侧5922断路器解环、5923断路器与系统解列。

00：27用#4发变组500KV
侧5922断路器解环正常、00：35 断开5923断路器，#4发变组与系统解列正常，汇报中调。

00：38 中调令500KV安稳装置按现场规程执行、5912断路器投先重、5913断路器投后重，00：55分操作完毕并汇报中调。

中调要求等待下令再进行
下一步操作。

2011年8月20日01时04分29秒500KV曲曲Ⅰ回线5913断路器
跳闸，发500KVⅡ母-2套保护失灵动作信号。

500kV保护室现场检查发现
500KVⅡ母-2套保护失灵动作信号灯亮，其余保护无动作及报警信号，检查
500kV系统一次设备无异常。

2 事故调查情况
500kV母线保护配置情况：每条母线配置2 套差动保护,并使用其中的失灵直
跳功能。

失灵保护的过流元件判别和时间元件判别在断路器保护中完成,母差保护
中的失灵直跳功能仅仅是为失灵保护提供跳闸出口。

当500 kV 元件故障、且边开
关失灵时,由该边开关的断路器失灵保护输出1 路空接点,启动母差保护中的失灵
直跳功能,跳开失灵开关所在母线的所有开关,完成对故障点的隔离。

通过监控记
录检查从#4机组与系统解列到500KVⅡ母-2套保护失灵动作跳5913断路器，中
间没有对其它一次设备进行操作。

故障录波检查母线第II套母失灵动作时电压及
电流没有发生变化，排除一次设备故障可能。

通过监控记录和故障录波数据，可以确认某电厂500kV Ⅰ、Ⅱ母线没有发生
故障，500kVⅡ母-2套保护失灵动作属于误动作。

3误动原因分析
3.1保护装置检查情况。

500kV 5913、5923两个断路器保护装置为南瑞RCS-921A,两个断路器保护装置内没有报警及动作报告，开入报告里只有500 kV II组—2母线失灵保护动作后跳5913、5923三跳开入变位。

3.2、二次回路检查情况：
500KV II组—2母线失灵保护出口回路接线见下图：
图2
500KV II组—2母线保护装置及5913、5923两个断路器失灵保护装置安装在500kV继电器室内，屏柜间电缆长度＜10米，测量电缆对地及相间绝缘＞200MΩ，电缆上的感应电压＜100mV。

对5913、5923两个断路器控制回路检查没有发现
交直流混用电缆问题，也没有发现交流串入直流系统问题。

3.3、直流系统检查情况：
检查500kV两组直流绝缘监测装置无报警记录，直流母线正负极绝缘均大于
70 MΩ，正负极对地电压为116v基本平衡。

3.4、对500kV II组II套母线失灵保护进行了检查，检查情况如下：
3.4.1、开入光耦动作电压及功率：
5913启动失灵开入X1-X11 动作电压：117V 动作功率： 0.18W
5923启动失灵开入X2-X11 动作电压：122V 动作功率： 0.19W
3.4.2、开入光耦加入交流电压测试情况：光耦加入交流电压118V装置发自检故障，开入光耦没有动作。

3.5、失灵保护误动原因分析
3.5.1、光耦动作电压及动作功率低。

经过认真检查，500kV II组—2母线保护装置及失灵启动回路均未发现明显异常，母线保护屏失灵启动开入光耦动作电压、动作功率如按出口中间继电器要求
均偏低（按照〈国家电网公司十八项电网重大反事故措施〉继电保护专业重点实
施要求》6. 7 条中规定“所有涉及直接跳闸的重要回路应采用动作电压在额定直流
电源电压的55 %～70 %范围以内的中间继电器,并要求其动作功率不低于5 W”）。

由于动作功率非常小，在受到外部干扰或直流接地时极易发生误动，本次误动的
原因可能是运行中受到干扰。

母差失灵直跳开入回路应采用启动功率大于5 W 的
中间继电器进行重动。

3.5.2、失灵启动条件单一，防误闭锁功能不全。

失灵启动回路只有单路开入，接点闭合后就启动出口跳闸，没有其它闭锁条件，不能有效防止装置误动。

4 改进措施
在开入回路中加入大功率继电器重动，通过动作功率躲过干扰脉冲和分布电
容充放电过程。

图3
图4
5 结束语
对WMZ-41A型母线保护装置采取在开入回路中加入大功率继电器重动避免了母线保护误
动的可能, 但大功率继电器一旦动作，返回时间较慢，反而有可能展宽开入的动作时间，另外
大功率继电器本身也有15～20 ms 的延时，可能也存在保护时限配合的问题。

该厂WMZ-41A
型母线保护已经投运8年，老化严重，备品备件不足，抗干扰能力差，所以应尽快对该型号
母线保护进行改造更换，才能确保母线保护的稳定运行和动作可靠性, 确保电网稳定运行。

参考文献
[1]WMZ-41母线保护装置说明书[Z].南京：南京电力自动化设备总厂，1999.
[2]丁书文.断路器失灵保护若干问题分析.电力系统自动化,2006.
[3]孟凡超，高志强，杨书东.交流串入直流回路引起开关跳闸的原因分析[J].继电器，2007.。