安全生产 20 kV线路故障引起的主变跳闸

中图分类号：TM726
文献标志码：B
文 章 编 号 ：1003-0867(2014)01-0029-03
2013 年 3 月 28 日 9:19，110 kV 某变电站 #1 主变保 护动作跳闸跳开 701、201 开关，调度主站和厂站端监控 报文都为 110 kV 某变电站 #1 主变差动保护、20 kV 后备 保护动作。保护动作后，保护人员对 110 kV #1 主变保护（主 保护、后备保护）和 20 kV 出线线路保护进行了检查，发 现：110 kV #1 主变差动保护装置上仅有 TA 断线告警，未 见 #1 主变差动保护动作信号 ；#1 主变 20 kV 后备保护的 低后备零序过流 1 段保护动作并出口；20 kV 仅有 219 线、 226 线两条出线，保护装置均无动作及告警信号。经过线 路寻线人员寻线发现 20 kV 219 线 #20 杆绝缘子和导线间 有放电痕迹，认为是雷击造成的。找到了故障点在 20 kV 线路上后，确认站内一次设备无故障，以下对 20 kV 线路 故障为何线路保护未动作以及 #1 主变 20 kV 后备保护动 作为何会跳 701 开关等进行了分析，找出了各个环节的存 在问题，提出了相应对策。
要求保护生产厂商按照国家电网公司“六统一”的要 求，对内部出厂逻辑不对客户开放的要按照技术协议要求 整定出口逻辑，杜绝因生产厂商内部误整定事故发生，确 保电网安全运行。
加强继电保护整定人员和运行人员对新设备的培训， 提高人员技能，避免因对设备不了解、不熟悉，导致事故 发生，同时继电保护整定人员应在工程调试中就下达调试 定值单，有问题在调试和验收中解决问题，避免继电保护 “拒动”，提高设备健康水平。
（在出厂设置中整定）与定值单要求不对应，原为 02FF（应
为 0209）。如果按照此整定话，也就是说当 #1 主变 701
开关、201 开关、710 开关和 210 开关均在合闸位置，#1
图４ 修改后正确的保护装置出口逻辑接线图
主变后备保护跳闸压板全部投入的情况下，当 #1 主变低 10 A 电流装置仅显示采样值为 1.2 A，通入 5 A 时为，装
电流I段不经负压闭锁
2 低频保护闭锁电流投
低频保护闭锁电流退
1 TV角形接线
TV星形接线
0 零序电流告警投
零序电流告警退
3 故障处理
将 20 kV 保护装置定值单上及装置上的错误设置予以 修改，再次对 219 线、226 线保护装置的零序电流通道采 样检查，数据正常，保护功能测试及整组传动 219 线、 226 线保护、开关均正确，将 2 条 20 kV 线路保护恢复运行。
Safety 安全生产
20 kV线路故障引起的主变跳闸
赖 勇
（宿迁供电公司，江苏 宿迁 223800）
摘要 ：通过对一起 20 kV 线路故障引起主变跳闸动作进行分析，找出设计和施工中遗留的问题以及管
理存在的问题，并采取措施，提出相应对策，防止类似事件的再次发生。
关键词：20 kV ；保护；跳闸；线路故障
针对近年来工程多，设计单位、施工单位任务重，项 目审核不细等情况，呼吁项目单位要加大图纸审核及工程 的验收力度，要充分认识到保证设计、施工质量，保证验 收质量以及图纸与实际相符的重要性，设计单位应实行设 计监理制度，用制度来约束，提高设计质量，施工单位应 按图施工，在保证质量方面要做到了制度化和规范化，用 制度来规范其行为。
2.3 #1主变20 kV后备保护动作原因分析
7.5 A/0.6 s ；三是 零序电流告警定值为 1 A/5 s。 两条线路
保护人员对 219 线、226 线保护装置零序电流通道 保护装置的采样值未达到动作定值，不能动作跳开故障线
检查，发现通入的电流按 5 倍以上的比例缩小，如通入 路开关。而 #1 主变低后备装置在 1.2 s 动作切除故障线路，
为避免本站 #2 主变保护和其它站使用经 20 Ω 小电 阻接地方式的变电站存在以上问题，举一反三，都采取了 相应措施检查、处理。
4 经验教训及防范措施
4.1 经验教训 施工单位施工质量拙劣，未能做到按图施工，同时未
对 20 kV 出线保护装置进行零序电流一次传动试验。 生产厂商整定的主变保护跳闸出口矩阵与调度要求不
表１ 定值单上ＫＧ３实际定义表
位
置１时的含义
置０时的含义
8～15
备用
备用
7
当D7–1为零序TA额定电流 当D7–1为零序TA额定电流
为5 A
为1A
6 电流加速段经负压闭锁 电流加速段不经负压闭锁
5 电流III段经负压闭锁
电流III段不经负压闭锁
4 电流II段经负压闭锁
电流II段不经负压闭锁
3 电流I段经负压闭锁
2.1 #1主变差动保护动作信号误发原因分析 #1 主变差动保护装置在本次故障未动作，其动作信
号是由测控装置发出的。检查现场接线时发现，#1 主变 差动保护动作信号与 #1 主变低后备保护动作信号分别由 6D–3 与 6D–4 端子引出，其施工未按设计要求将短接片 取下，造成当只要这两套保护其中任意一套动作时，都会 发出两套保护的动作信号，现场接线如图 2 所示，#1 主 变保护信号正确接线应拆除 6D–3 和 6D–4 之间的连接片。
参考文献
[1] 江苏省电力公司. 电力系统继电保护原理与实用技术[M]. 北京: 中国电力出版社, 2006.
[2] 国家电力调度通信中心. 电力系统继电实用技术问答（第 二版）[M]. 北京: 中国电力出版社, 1999.
20 kV 侧复合电压闭锁过流保护 ：t1 时间跳 20 kV 分 段开关柜断路器，t2 时间跳主变 20 kV 侧开关柜断路器， t3 时间跳主变各侧断路器。
110 kV 侧中性点间隙零序过电流保护、零序电压保护： 跳主变各侧断路器。
20 kV 中性点零序过电流保护 ：t1 时间跳 20 kV 分段 开关柜断路器，t2 时间跳主变 20 kV 侧开关柜断路器，t3 时间跳主变各侧断路器。 1.2 保护设备和后台监控系统检查情况
足定值整定和闭锁的需要，如果使用同一个继电器出口， 226 线的零序 TA 变比为 100/5，此时两条线路保护装置
将会导致后备动作时，不闭锁备自投，导致备自投误动， 的零序采样值应为 4.5 A。而两条线路保护装置的定值是：
扩大事故范围，修改后的保护装置出口逻辑接线图如图 4。 一是零序过流 1 段为 12 A/0.3 s ；二是零序过流 2 段为
变 701 和 201 开关，正是由 #1 主变低后备零序过流 1 段
动作造成的。
#1 主变后备保护跳高压侧 701 开关和 #1 主变后备保
护跳低压侧 201 开关压板都应投入，因该主变保护装置将
主保护和后备保护集成在总的一套保护中，出口时是通过
出口矩阵来具体选择跳什么开关的。
检查发现是 #1 主变低后备跳闸出口矩阵的实际整定
图３ 保护装置出口逻辑接线图
图２ ＃１主变保护信号回路现场接线图
2.2 701开关误跳原因分析
按照常理说，#1 主变低后备零序过流 1 段动作，应
仅跳开 201 开关，不应跳开 701 开关。但当保护人员进行
整组传动时，当 #1 主变低后备零序过流 1 段保护动作后，
#1 主变 701 和 201 开关立即跳闸。可见这次事故中 #1 主
30
2014年第01期 总第320期
RURAL ELECTRIFICATION
Safety 安全生产
所以两条线路保护装置零序电流告警动作时间未到，也就
不能发出零序电流告警信号。
正是由于线路保护装置的零序电流采样异常，才造成
#1 主变低后备保护动作出口。
保护人员对 20 kV 线路保护装置控制字定义进行了认
将 #1 主变保护出口矩阵按照定值单的要求设置，同 时修改厂家内部跳线，将 #1 主变跳低压侧分段和闭锁低 分段备投使用同一个继电器出口分开，使用 2 个继电器， 如图 4 所示，满足整定和闭锁的需要，再对 #1 主变保护 进行功能和整组传动，均满足要求，恢复运行。
将 #1 主变保护信号回路端子排图 6D3 和 6D4 短接片 拆开，将 #1 主变差动保护动作信号与 #1 主变低后备保护 动作信号分开。
真核对，发现 219 线、226 线保护装置定值单的 KG3 控
制字设置有误，造成电流ຫໍສະໝຸດ Baidu样异常。
如表 1 所示，定值单上 KG3 第七位设为“D7–0 备用”，
而装置上的 KG3 第七位定义为 ：当 D7–0 为零序 TA 额定
电流为 1 A，当 D7–1 为零序 TA 额定电流为 5 A。而实际
使用的 TA 额定电流为 5 A，正确的应设为“D7–1”。
符。
验收人员未能把好验收关，未能将相关遥信及相关功 能全部核对正确。
继电保护整定人员对现场保护装置不熟悉，同时存在 执行人员和核对人员未认真执行核对定值是否与定值单一 致。
由于以往的 10 kV 经消弧线圈接地系统，一般不投入 零序过电流保护，而对于 20 kV 经小电阻接地系统，需要 投入零序过电流保护，对于小电阻接地系统应加强学习， 提高认识。 4.2 防范措施
1 现场检查情况
1.1 事故相关运行方式及保护配置情况
该 110 kV 变电站现有 2 台 110 kV/20 kV 变压器，Y/Y 绕组类型，每台变压器容量为 63 MVA。110 kV 采用单母
线接线方式，20 kV 也采用单母线接线方式。主变压器
110 kV 侧中性点采用避雷器加保护间隙方式，也可经隔
后备零序过流 1 段动作后，保护将把以上开关全部跳开。 置显示采样值为 0.6 A。
检查中同时也发现 #1 主变跳低压侧分段和闭锁低分
通过故障录波显示，这次在线路发生瞬时接地时，
段备投使用同一个 K6 继电器出口，如图 3 所示，不能满 母线流向大地的零序电流约为 756/6.3 A。20 kV 219 线、
验收工作是保证继电保护装置在运行中正确动作的重 要环节，而做好验收工作的关键在于提前做好生产准备工 作，参加验收的人员在验收时对设备及其相关回路做到心 中有数，才能真正保证验收乃至整个工程的质量，保证电 力系统的安全稳定运行。目前还存在继电保护人员对保护 装置的性能以及基建调试没有深入了解，抱有依赖思想和 心理，验收工作存在走过场的现象，对此继电保护人员应 加强业务和安全学习，提高责任心，提高人员的技术素质， 增强安全意识，培养严谨细致的工作作风，给设备运检管 理工作提供技术保障。
对 20 kV219 线、226 线两条出线进行检查，发现保 护装置均无动作及告警信号。
对 #1 主变保护、20 kV 出线保护进行定值检查，与 调度下发的定值单一致，未发现与定值单不一致的地方。
2014年第01期 总第320期
29
RURAL ELECTRIFICATION
安全生产 Safety
2 对保护装置进行测试及故障原因分析
对后台监控系统进行检查发现有 #1 主变差动保护、 20 kV 后备保护动作信号，其它信号正确、完备。
对 #1 主变保护差动主保护进行检查发现仅有 TA 断 线 告 警， 未 见 #1 主 变 差 动 保 护 动 作 信 号， 对 #1 主 变 20 kV 后备保护进行检查发现为低后备零序过流 1 段保护 动作并出口，一次动作电流为 756 A，跳开 #1 主变 701、 201 开关。
710
110 kV母线 II
I
702
701
`
`
＃2变
＃1变 小电阻
小电阻
`
202
201
210
2Y3 2Y2
20 kV母线 III
II
226
I 219
图１ 一次接线图
离开关接地，20 kV 为小电阻接地方式，一次接线图如图 1 所示。
故 障 前 运 行 方 式 ：110 kV Ⅰ、 Ⅱ 段 母 线 运 行， 20 kV Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段运行，110 kV 母联开关 710 热备用， 701、702、201、202、2Y3、210 开关运行，2Y2 开关热备用， #1、#2 主变分列运行。
20 kV 线路保护配置 ：三相式电流速断、限时速断、 过电流、零序电流保护，三相一次重合闸、故障录波功能。
主变配置 ：主保护。二次谐波制动的比率差动及差动 速断保护，重瓦斯及有载重瓦斯，保护动作跳主变各侧断 路器。
后备保护。110 kV 侧复合电压闭锁过流保护（复合电 压可取各侧）：t1 时间跳主变 20 kV 分段断路器，t2 时间 跳主变各侧断路器。