變流器飽和引起母差保護誤動事故的分析

通過對一次外誤動事故的分析，找出了母差保護不正確動作的原因，總結了經驗教訓，并提出了改進措施。
??? 關鍵字：母線差動保護；CT飽和；誤動

Analysis of a maloperation of busbar differential prrotection caused by CT saturation

JING Sheng,LIU Xiang-yang

(Zhumadian Power Bureau,Zhumadian 463000,China)

??? Abstract:The cause of the maloperation of bus differential protection is presented atfer an analysis of external maloperatrion .Mean-while,corresponding lessons and improved methods are proposed in this paper.
??? Key words:bus differential protection;CT saturation;malpoeration

1? 事故前運行方式
??? 2001年9月21日，我局220KV駐馬店站發生了一起110KV母差保護誤動事故。
??? 當時的運行方式為：駐#1主變、110KV駐銀線、駐馬線、駐化線、Ⅰ駐東線、駐遂線運行于駐110KV上母；駐#2主變、110KV駐牽線、II駐東線、駐金線、駐明線運行于駐110KV下母；駐110聯運行。駐馬店變110KV區系統接線圖見圖1。

2? 事故經過：
??? 17：49：24，駐化1縱差保護動作跳閘，17：49：25重合成功。與此同時110KV母差保護上母動作，駐111、駐110聯、駐馬1、Ⅰ駐東1、駐銀1開關跳閘，17：49：26駐銀1重合成功。17：58：57手動斷開駐銀1、駐化1、駐遂1開關。經檢查上母未發現異常，18：16：55除駐化1外，各線路恢復送電正常。

3? 保護誤動原因分析
3.1 原因初步分析
??? 事故發生前本地曾下了小霧雨，事故發生后，經我局線路工區和用電監察人員檢查，發現：在駐化線用戶端(化肥廠，距離駐馬店站1.8km)，其駐化2間隔110kv A相穿墻套管戶外瓷瓶表面留有電弧燒黑痕跡，后經高壓試驗檢查，該套管已完全擊穿。綜合以上情況可以判斷，本次事故是由于穿墻套管污閃引起沿面放電，最終發展成單相永久性接地，并導致駐化1線路保護動作跳閘。?
??? 根據駐馬店站遠動信息和故障錄波圖顯示，駐化1開關在縱差保護動作后，又重合到永久故障線路上，但此次駐化1保護裝置未再次動作跳閘(9分37秒后按調度命令手動斷開)，110kv母差保護動作，上母失壓。根據事故起因和現象可以看出，110KV母差保護在駐化1重合后，搶先于線路保護動作。按照《繼電保護及自動裝置事故調查規定》，本次保護動作是區外動作，屬于誤動。另外，運行于該母線上的駐化1與駐遂1開關拒動，駐銀1開關跳閘后自動重合應屬不正常動作。
3.2 保護誤動原因分析?
??? 根據母差保護動作情況，我局保護人員從母差保護電流回路和母差保護裝置本身著手，對整套保護裝置進行了檢查和試驗。
??? (1)電流互感器性能及其回路測試分析
??? 據調查，2001年5月，駐化1間隔曾更換過電流互感器。為保證接入母差保護CT變比一致，在電流回路中錯誤采用5A/10A的變流器，將CT變比由1200/5轉換成600/5，并接入母差回路。在更換電流互感器前(大約2000年10月)，駐化線曾發生過一次相間短路，但母差保護未出現誤動，因此初步判斷可能是電流回路原因造成母差保護誤動的。
??? 為此保護人員對駐化1電流回路做了升流試驗，對電流互感器和電流回路中的變流器做了分別做了極性和伏安特性試驗。表1為伏安特性試驗數據。

??? 由測量數據可以看出，電流互感器試驗數據正常，而變流器存在嚴重質量問題，在電流升至5A后，該變流器即出現飽和現象。
??? 母差保護主要依賴電流互感器(包括電流回路中的變流器)二次信號作為保護判斷依據，因此電流互感器能否正確傳變一次信息，直接影響母差保護能否正確動作。當母線發生近端外部故障時，故障線路CT可能飽和，不能正確傳變一次電流，二次電流發生畸變缺損，嚴重時可能接近于0。此時差動保護將出現較大的差流，差動保護判據將反映為內部故障，母差保護可能誤動。
??? 從錄波數據上分析，故障時因變流器飽和的原因，I母A相約有60A差流，考慮到分流和測量計算誤差，I母A相差流實為約45A左右，而A相回路中制動電流為僅為負荷電流，大約幾安培，遠小于差動電流，因而造成I母A相差動繼電器動作(差動繼電器動作值2A)。因此可以確定是由于變流器飽和造成母差保護誤動的。經現場模擬試驗，證明了以上的分析。
??? (2)母差保護試驗?
??? 為了查出母差保護誤動后，駐化1、駐遂1拒跳，駐銀1跳閘后誤重合等問題，繼電保護人員對這套1988年投運的相位比較式母差保護做了詳細地檢查和試驗，包括繼電器常規項目檢查、出口跳閘回路核對，內部故障、穿越故障模擬等，共檢查出下列問題：
??? (a) 駐遂1、駐化1母差保護出口跳閘壓板接觸不好，造成兩開關拒動；
??? (b) 母差保護屏一只起動駐銀1重合閘放電的繼電器接點燒損，無法接通重合閘放電回路，因此駐銀1跳閘后由于重合閘未經可靠閉鎖和放電而誤重合。

4? 經驗教訓及防范措施
??? (a)電力監察部門要加強對大綜用戶的監察力度，掌握用戶的設備、用電狀況，熟悉用戶的電器接線和保護定值情況，及時發現、督促或監督用戶消除危及電網安全運行的隱患。
??? (b)另外，化肥廠雖是本地的污染大戶，但對自身設備的疏于管理，未適時對瓷瓶進行清掃造成單相接地，且穿墻套管未按市電業局要求更換為防污型套管。建議用戶更換駐化2間隔所有不符合防污要求的設備(開關、刀閘瓷瓶、CT、線路PT等)，并更換駐化1變流器為抗飽和型，更換駐化2穿墻套管為防污型瓷瓶。
??? (c) 繼電保護人員要加強對二次設備的維護、管理，按時定檢，維修，確保維修質量，提高二次設備抗風險能力。
??? (d) 經查，對于存在質量問題的電流變流器，在安裝完成后，保護人員未做抗飽和試驗就投入運行，違反了《繼電保護和電網安全自動裝置檢驗條例》中的有關規定。今后應進一步加強對繼電保護人員的安全教育，從事故中吸取教訓，增強責任心，提高業務水平，真正做到對設備應檢必檢，檢必檢好，杜絕類似事故的再次發生。