變流器飽和引起母差保護誤動(dòng)事故的分析

通過(guò)對一次外誤動(dòng)事故的分析，找出了母差保護不正確動(dòng)作的原因，總結了經(jīng)驗教訓，并提出了改進(jìn)措施。
關(guān)鍵字：母線(xiàn)差動(dòng)保護；CT飽和；誤動(dòng)

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(fā)生了一起110KV母差保護誤動(dòng)事故。
當時(shí)的運行方式為：駐#1主變、110KV駐銀線(xiàn)、駐馬線(xiàn)、駐化線(xiàn)、Ⅰ駐東線(xiàn)、駐遂線(xiàn)運行于駐110KV上母；駐#2主變、110KV駐牽線(xiàn)、II駐東線(xiàn)、駐金線(xiàn)、駐明線(xiàn)運行于駐110KV下母；駐110聯(lián)運行。駐馬店變110KV區系統接線(xiàn)圖見(jiàn)圖1。

2 事故經(jīng)過(guò)：
17：49：24，駐化1縱差保護動(dòng)作跳閘，17：49：25重合成功。與此同時(shí)110KV母差保護上母動(dòng)作，駐111、駐110聯(lián)、駐馬1、Ⅰ駐東1、駐銀1開(kāi)關(guān)跳閘，17：49：26駐銀1重合成功。17：58：57手動(dòng)斷開(kāi)駐銀1、駐化1、駐遂1開(kāi)關(guān)。經(jīng)檢查上母未發(fā)現異常，18：16：55除駐化1外，各線(xiàn)路恢復送電正常。

3 保護誤動(dòng)原因分析
3.1 原因初步分析
事故發(fā)生前本地曾下了小霧雨，事故發(fā)生后，經(jīng)我局線(xiàn)路工區和用電監察人員檢查，發(fā)現：在駐化線(xiàn)用戶(hù)端(化肥廠(chǎng)，距離駐馬店站1.8km)，其駐化2間隔110kv A相穿墻套管戶(hù)外瓷瓶表面留有電弧燒黑痕跡，后經(jīng)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(fā)展成單相永久性接地，并導致駐化1線(xiàn)路保護動(dòng)作跳閘。
根據駐馬店站遠動(dòng)信息和故障錄波圖顯示，駐化1開(kāi)關(guān)在縱差保護動(dòng)作后，又重合到永久故障線(xiàn)路上，但此次駐化1保護裝置未再次動(dòng)作跳閘(9分37秒后按調度命令手動(dòng)斷開(kāi))，110kv母差保護動(dòng)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(xiàn)路保護動(dòng)作。按照《繼電保護及自動(dòng)裝置事故調查規定》，本次保護動(dòng)作是區外動(dòng)作，屬于誤動(dòng)。另外，運行于該母線(xiàn)上的駐化1與駐遂1開(kāi)關(guān)拒動(dòng)，駐銀1開(kāi)關(guān)跳閘后自動(dòng)重合應屬不正常動(dòng)作。
3.2 保護誤動(dòng)原因分析
根據母差保護動(dòng)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(zhù)手，對整套保護裝置進(jìn)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(guò)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(xiàn)曾發(fā)生過(guò)一次相間短路，但母差保護未出現誤動(dòng)，因此初步判斷可能是電流回路原因造成母差保護誤動(dòng)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(zhì)量問(wèn)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(lài)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(dòng)作。當母線(xiàn)發(fā)生近端外部故障時(shí)，故障線(xiàn)路CT可能飽和，不能正確傳變一次電流，二次電流發(fā)生畸變缺損，嚴重時(shí)可能接近于0。此時(shí)差動(dòng)保護將出現較大的差流，差動(dòng)保護判據將反映為內部故障，母差保護可能誤動(dòng)。
從錄波數據上分析，故障時(shí)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(shí)為約45A左右，而A相回路中制動(dòng)電流為僅為負荷電流，大約幾安培，遠小于差動(dòng)電流，因而造成I母A相差動(dòng)繼電器動(dòng)作(差動(dòng)繼電器動(dòng)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(dòng)的。經(jīng)現場(chǎng)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(dòng)后，駐化1、駐遂1拒跳，駐銀1跳閘后誤重合等問(wèn)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(wèn)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(kāi)關(guān)拒動(dòng)；
(b) 母差保護屏一只起動(dòng)駐銀1重合閘放電的繼電器接點(diǎn)燒損，無(wú)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(jīng)可靠閉鎖和放電而誤重合。

4 經(jīng)驗教訓及防范措施
(a)電力監察部門(mén)要加強對大綜用戶(hù)的監察力度，掌握用戶(hù)的設備、用電狀況，熟悉用戶(hù)的電器接線(xiàn)和保護定值情況，及時(shí)發(fā)現、督促或監督用戶(hù)消除危及電網(wǎng)安全運行的隱患。
(b)另外，化肥廠(chǎng)雖是本地的污染大戶(hù)，但對自身設備的疏于管理，未適時(shí)對瓷瓶進(jìn)行清掃造成單相接地，且穿墻套管未按市電業(yè)局要求更換為防污型套管。建議用戶(hù)更換駐化2間隔所有不符合防污要求的設備(開(kāi)關(guān)、刀閘瓷瓶、CT、線(xiàn)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(shí)定檢，維修，確保維修質(zhì)量，提高二次設備抗風(fēng)險能力。
(d) 經(jīng)查，對于存在質(zhì)量問(wèn)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(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗條例》中的有關(guān)規定。今后應進(jìn)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(yè)務(wù)水平，真正做到對設備應檢必檢，檢必檢好，杜絕類(lèi)似事故的再次發(fā)生。