10、一起主变、母差保护相继动作原因分析

一起主变、母差保护相继动作原因分析

叶远波陈实

（安徽电力调度通信中心，安徽省合肥市 230022）

摘要: 本文从系统内发生的一起实际复杂故障出发，对母差、主变保护相继动作的动作行为进行了详细的分析。并从继电保护设计的角度出发，对提高继电保护动作可靠性展开了思考。

关键词:复杂故障母差、主变保护相继动作

0引言

某220kV变电站110kV母差保护动作，跳开运行于I母线的所有开关，随即220kV#1主变保护动作跳闸，跳开主变三侧开关，这是一起较为罕见的主变、母差保护相继跳闸事件，本文对此进行了原因分析。

1 故障前运行方式

图1 一次方式简图

1.1 220kV部分运行方式

220kV＃1主变2801开关、2791、2821运行于220kV #Ⅰ母线，220kV＃2主变2802开关、2792、2822开关运行于220kV #Ⅱ母线。2800开关并列双母线运行，2810开关及旁

母在冷备用。

1.2 110kV部分运行方式

220kV＃1主变110kV侧101开关、131、137开关运行于110kV #Ⅰ母线，102开关代132、130、138开关及运行于110kV #Ⅱ母线，135、139开关热备用于110kV#Ⅰ母线、136开关在110kV#Ⅱ母线热备用、100开关热备用。110开关在冷备用。

1.3 35kV部分运行方式

301开关代 305、306、307、309开关运行于35kV #Ⅰ母线，300开关热备用，302开关代311、312、314、316开关运行于35kV #Ⅱ母线。

2 设备故障和继电保护动作情况

2.1 现场一次设备故障检查情况

现场设备检查发现在LH变220kV #1主变101开关B相流变靠开关侧、B相流变靠1013闸刀侧、B相流变靠导线侧有多处放电痕迹，造成多点不同时故障。其他设备无异常。

2.2 现场继电保护动作检查情况

110kV I母线差动保护首先动作出口，跳开110kV #1母线上所有开关。随后约1100MS 后220kV #1主变保护A柜差动保护动作；#1主变保护B柜差动保护没有动作，B柜110kV过流段Ⅱ时限保护动作出口，跳开主变三侧开关。

2.3 保护动作情况疑问

（1）正常情况下母差和主变保护的差动保护范围是有着公共重叠区的，在非重叠区外发生故障，主变、母差动作是应具有明确的选择性的；在重叠区发生故障，主变、母差保护将同时动作切除故障，而本例却是母差保护动作1100MS之后，主变保护才相继动作，这是一个应该深入研究的问题。

（2）按照国网设计规范要求，本站主变两套保护是双重化配置的微机差动保护，通常情况下是两套差动同时动作，本次故障中LH变的主变A柜差动保护动作,主变B柜差动保护没有动作，而是B柜110kV延时复合电压过流II段保护动作，这是一个值得研究的问题。

3 保护动作行为分析

通过对现场SOE以及故障录波器的分析，发现本次故障是复合故障，在不同时间和设备的不同的部位发生了多次故障。

110kV独立CT

图2 故障示意简图

3.1 110kV母差保护动作分析

110kV母差保护为国电南自公司的WMZ-41A母差保护，从现场的故障点分析，如图2 所示，现场第一次故障点发生在K1位置，是位于#1主变110kV侧101开关和B相独立流变CT 之间，而位于110kV母差保护范围内，110kV I母线B相差动保护动作，跳开运行于110kV I 母线的所有开关。

3.2 220kV主变保护动作分析

220kV主变保护配置为国电南自公司的PST-1200主变保护，是由两套不同原理的电气量保护构成的双重化保护，是主后备一体保护。

3.2.1 220kV主变A套保护动作分析

220kV主变A套差动保护取自变压器110kV侧开关的独立CT,故障点K1如图2所示，此故障点位于主变差动保护范围之外，故障现场录波图如图3所示，其中Ib1为主变220kV 侧B相电流，Ib2为主变110kV侧B相电流，二者相角差180度，是典型的区外故障，从保护录波图明显看出此时对于主变保护属于区外故障，主变保护没有动作。

图3第一次故障主变A柜录波图

从现场情况得知，K1点发生的故障，事后发现是塑料薄膜所致，在110kV母差立刻动作切除#1主变110kV侧101开关后，实际这个故障点依然是存在的，其故障电流通过主变高压侧开关继续提供。

由于是复合故障，在K1故障发展到一定时候，其独立CT内部又发生故障K2，如图2所示，现场第二次故障点K2位于主变110kV侧B相独立流变内部，即位于110kV主变侧差

动CT绕组和110kV母线差动CT绕组之间，即位于主变差动保护范围之内。

图4 第二次故障主变A柜录波图

K2点故障在主变A柜差动保护范围之内，如图4所示，主变差动保护动作（CDB-CDCK），出口跳开主变三侧开关。

3.2.2 主变B柜保护动作分析

110kV独立CT

图5 主变CT配置以及故障点示意

220kV主变柜差动保护取自变压器110kV侧的套管CT,故由图5可知，第一次故障发生的K1故障，属于主变B柜差动保护区外故障，虽然110kV母差动作，跳开101开关，但此时故障点兵没有被隔离，此时110kV复合电压过流保护启动，随即又发生K2故障，仍然是B屏差动保护区外故障，主变B屏110kV复合电压过流保护，跳开主变三侧开关。

3.3 对保护动作疑问的分析

（1）由于在本次故障中，故障点发生在K1点正属于在主变、母差非重叠区外发生故障，因此是110kV母差保护先动作，随着故障电流的发展，独立CT内部发生K2故障，因此主变保护又随即动作，因此出现了母差、主变相继动作的情况。

（2）本站220kV主变A套差动保护取自变压器110kV侧开关的独立CT，因此在本故障中K2故障点对A套差动保护而言是差动保护内部故障，差动保护正确动作；B套差动保护取自变压器110kV侧开关的套管CT，而K2故障点对B套差动保而言是区外故障，在K1、K2故障点的作用下，经过时延B套保护的110kV复合电压过流保护动作，跳开主变三侧开关。

因此通过上文分析，本例继电保护动作行为全部正确。

4 结论

按照最新国网典设以及技术规程要求，主变的两套差动保护CT应分别取自主变各侧的独立CT的不同次级绕组。对一些早期投运的变电站，通常存在着独立CT次级绕组不够的情况，所以早期的变电站通常采用的主变保护技术方案是一套差动保护取自独立CT次级绕组，另一套差动保护取自变压器的套管CT,这样势必造成了两套差动保护的保护范围不一致，在某些极端的情况下对主变套管至独立CT之间仅有一套差动保护的情况。

因此对于变压器差动保护，严格按照国网典设，分别取自主变各侧的独立CT的不同次级绕组，同时对一次设备的独立CT绕组配置提出相应的技术要求。