对一起典型保护动作行为的原因分析

一起典型保护动作行为的分析

新疆阿勒泰电力有限责任公司安运志孙玉莲刘敏张东

[摘要] 某35千伏变电站35千伏双回出线其中一条线路故障，引起另一条线路断路器跳闸，分析其保护动作原因，并提出整改建议。

[关键词] 保护动作行为；原因分析；防范措施

1设备基本概况

某35千伏变电站二次设备改造后投入运行，此变电站运行维护单位由供电公司变更为配电运检工区负责运行、变电检修工区负责检修。全站采用南京自动化的PSL-641U系列微机保护装置，该变电站全保护装置属新更换设备。

2故障经过及原因分析

2.1故障经过

某日，35kV北苇线（北侧）过流II段保护动作跳闸，35kV北阿二线（阿侧）电流II段保护动作跳闸。事后经巡线发现该35千伏北苇线“T”接线路故障。

2.2故障前运行方式

事故前阿勒泰电网按正常方式运行，北屯火电厂1#、2#、3#主变运行，鑫源二站4#、2#、3#机组运行，出力1.70兆瓦，鑫源六站2#发变组运行，机组出力0.9兆瓦，跳闸前，35kV北阿二线运行，负荷潮流指向阿变负荷3.1兆瓦；35kV北苇线—35kV阿苇线运行（原35kV北阿一线，中间破口后变为35kV北苇线、35kV阿苇线），负荷潮流指向35kV阿苇滩变—35kV阿变，负荷6.50兆瓦。

2.2故障原因分析

在发生故障的第一时间，继保人员对可能导致故障发生的原因进行了分析：（1）保护定值整定有误，可能存在与35kV线路动作时间没有配合好；（2）电流互感器极性不对或存在PT断线。

为找出故障发生的真正原因以及对故障进行处理，继保人员对35kV中心变电站的保护动作数据以及报文进行了查看：17时27分11秒，装置显示“过流II段动作”。而过流II段定值为7.15A （一次值286A/0.1S），时间为0.1S，投入了方向元件。

现场的一次接线形式为：

图(一)

当北苇线发生故障时，北侧2DL跳开，阿侧1DL启动，而北阿二线的阿侧4DL跳开。现场两线均投入了过流方向。

现场事故录波如下：

从录波上分析，在事故发生时，保护启动瞬间，并经100ms左右，过流II段动作出口。三相电流中，只有C相电流有效值约为8.10A，大于过流II段整定值7.15A/0.1s，故障持续时间（约为171ms）也大于整定时间，因此，跳令应由过流II段发出。由此，可以判断导致故障发生的原因（1）是不存在的。

试验人员现场对北阿二线电流互感器的接线进行了检查，极性正确。

厂家通过软件去验证C相过流II段的方向元件是否满足：

PSL641U的方向元件采用90度接线，对于C相电流方向元件而言，其动作条件为Uab与Ic 之间的角度在（-90°，30°）之间，采用专门软件分析启动之后的角度，结果如下：

其中矢量夹角图如下：

从上图可以发现此时Uab与Ic的角度为130°,显然C相的方向元件是不满足的。那么是什么引起过流II段动作呢？

通过分析在保护启动之前的数据量，如图所示：

其中各个电压之间的关系如下：

可以发现此时Ua（37.7V）、Ub(51.6V)、Uc(32.2V)三相电压出现严重不平衡，满足母线PT断线的判据。PT断线的判据为：

1）相电压均小于8V，某相（a或c相）电流大于0.05I3，判为三相失压；

2）三相电压和大于8V，最小线电压小于16 V；

3）三相电压和大于8V，最大线电压与最小线电压差大于16 V，判为两相或单相TV断线。

此时U0=15V，最大线电压Ubc=79.3V，最小线电压Uca=53.2V，两者相差26.1V，满足判据3），所以在启动之前装置已经判为母线PT断线。此时装置会发出“母线PT断线”告警报文，同时后台也应有“3U0告警”、“母线PT断线”信息。

综上所述，本次保护动作的原因为：事故发生之前，由于三相电压不对称引起装置判为“母线PT断线”；使得方向元件退出，保护变为纯过流；而在事故发生时，C相电流大于过流II段整定门槛且持续时间超过动作整定时间，所以过流II段跳闸出口。

由此，可以判断导致故障发生的原因是“母线PT断线”，使得方向元件退出保护变为纯过流。所以此次过流II段保护动作是正确的。

结论：从8月投运以来的运行情况、事故后现场检查及厂家试验得到的结果，因此，35kV北阿二线（阿侧）过流II段保护动作行为正确。

3防范措施

3.1每台保护装置在投运前，运行人员必须检查由制造厂提供的装置说明书、保护屏(柜)电原理

图、装置电原理图、合格证明和出厂试验报告、安装检验报告等技术文件，同时，继保人员需加强验收力度，对每项保护的功能进行校验，确保微机保护装置的功能完好。

3.2在保护定检过程当中，继保人员应按检修规程要求对需定检的保护装置进行试验，并做好调试记录，保证微机保护装置安全稳定运行。

3.3针对运行中出现PT断线问题，现场运行值班人员应加强监视，对后台出现的“3U0告警”、“母线PT断线”异常信息应及时检查设备情况，使设备处于完好状态。

4结束语

在电力安全生产过程当中，微机保护及其自动化装置在电网中起着至关重要的作用，而微机保护装置的功能正确、完好是微机保护正确动作，是保障电网安全稳定运行的先决条件。所以，在微机保护装置运行维护的过程当中，现场运行人员及继保人员要按照微机保护装置的运行检修规程要求，认真做好日常维护工作，为每一台微机保护装置正常运行奠定基础。只有这样，继电保护才能发挥其整体优势，为电力系统的安全稳定运行提供可靠的保证。