220kv主變低后備保護(hù)越級跳閘事故原因分析及對策

1、<p>　　220kV主變低后備保護(hù)越級跳閘事故原因分析及對策</p><p>　　摘要：針對某地區(qū)一起低壓側(cè)出線故障引起主變保護(hù)跳分段開關(guān)的事故，從主變低后備與出線及電容器保護(hù)的時(shí)限配合進(jìn)行分析，提出兩種保護(hù)配合整定方案，并經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定最終方案。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：主變 低后備保護(hù) 保護(hù)配合 整定方案 </p><p><b&g

2、t;　　0　引言 </b></p><p>　　電力變壓器是變電站的主要設(shè)備之一，在電網(wǎng)中有著不可替代的作用，然而隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，負(fù)荷密度日益增加，由配網(wǎng)故障引起主變近區(qū)短路導(dǎo)致主變損壞的事故日漸增多?；谠黾又髯冞\(yùn)行安全性的目的，許多地區(qū)通過制定一系列反措確定了統(tǒng)一的繼電保護(hù)整定方案。但是由于某些變電站運(yùn)行方式有別于普通站，而有的保護(hù)整定方案并未將這些特殊因素考慮在內(nèi)，當(dāng)配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，

3、就存在主變低后備與出線及電容器保護(hù)配合不當(dāng)導(dǎo)致越級跳閘的問題。 </p><p>　　本文通過分析一起低壓側(cè)出線故障造成主變保護(hù)跳分段開關(guān)引起低壓側(cè)母線失電事故的原因，提出了兩種針對此次事故的保護(hù)配合整定方案，并經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定了最終方案，以期與同行商榷，達(dá)到防范此類事故的目的。 </p><p><b>　　1　事故前方式 </b></p><

4、;p>　　事故前某220kV變電站運(yùn)行方式如圖1所示，因該站1號主變?yōu)閱栴}變，其正常方式為：1號主變301開關(guān)冷備，35kV分段300開關(guān)在合位，2號主變302開關(guān)帶35kV　I、II段母線。 </p><p><b>　　2　事故經(jīng)過 </b></p><p>　　某日2時(shí)40分40秒圖1中367線發(fā)生相間短路故障（過流保護(hù)II段范圍），367開關(guān)電流保護(hù)II

5、段動作跳閘的同時(shí)，該站2號主變35kV限時(shí)速斷保護(hù)動作跳開300開關(guān)造成35kV　I段母線失電，從而引起該站35kV　I段母線負(fù)荷全失，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。 </p><p><b>　　3　原因分析 </b></p><p>　　3.1　事故時(shí)保護(hù)整定方案 </p><p>　　事故發(fā)生時(shí)保護(hù)的整定方案（方案一）如下： </p>

6、<p>　　35kV出線電流I段按躲過線路末端故障整定，針對短線路采用電流閉鎖電壓速斷整定，2號主變35kV限時(shí)速斷與出線II段配合（由于與出線I段保護(hù)配合靈敏度不滿足要求，故與出線II段保護(hù)配合），0.2秒跳分段，0.4秒跳302開關(guān)，0.6秒跳三側(cè)，2號主變35kV過流保護(hù)與出線過流段配合，1.5秒跳分段，1.8秒跳302開關(guān)，2.1秒跳三側(cè)。 </p><p>　　3.2　事故原因分析 <

7、;/p><p>　　方案一是根據(jù)該地區(qū)防止變壓器近區(qū)故障的繼電保護(hù)措施所制定的，以保證主變在近區(qū)短路時(shí)快速切除故障為出發(fā)點(diǎn)。近區(qū)故障時(shí)，如果故障點(diǎn)發(fā)生在I段母線，則主變保護(hù)（做為線路及母線故障的后備）最長以0.2秒跳分段切除故障，若故障發(fā)生在II段母線，則主變保護(hù)（做為線路及母線故障的后備）最長以0.4秒跳本側(cè)開關(guān)切除故障。但主變跳分段300開關(guān)的時(shí)限與35kV出線限時(shí)速斷時(shí)限不配合（都為0.2秒），任何一回出線II

8、段范圍內(nèi)的故障都有可能造成主變誤跳分段，造成I段母線失電，同理任何一回出線過流保護(hù)動作都有可能造成主變誤跳分段，造成I段母線失電。 </p><p><b>　　4　對策 </b></p><p>　　針對該變電站特殊的運(yùn)行方式，提出如下兩種保護(hù)配合整定方案，并做經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)： </p><p><b>　　4.1　

9、方案二 </b></p><p>　　35kV出線電流I段按躲線末故障整定，針對短線路采用電流閉鎖電壓速斷整定，丹河站2號主變35kV限時(shí)速斷與出線II段配合，跳分段壓板退出（將I、II段母線看成一條母線），0.4秒跳302開關(guān)，0.6秒跳三側(cè)，2號主變35kV過流保護(hù)與出線過流段配合，1.5秒跳分段，1.8秒跳302開關(guān)，2.1秒跳三側(cè)。 </p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：與方案一

10、相比，解決了出線限時(shí)速斷及過電流保護(hù)動作時(shí)主變保護(hù)誤跳分段的問題，線路近區(qū)故障時(shí)線路保護(hù)以0秒至0.2秒切除故障，能保證主變后備保護(hù)與各出線保護(hù)配合。 </p><p>　　缺點(diǎn)：無論I段出線還是II段出線故障，在線路保護(hù)拒動的情況下，主變限時(shí)速斷均以0.4秒時(shí)限切除故障，在35kV母線故障情況下，主變后備均以0.4秒時(shí)限切除故障（考慮到該站35kV母線已做絕緣化包封，故障機(jī)率很小）。 </p>&

11、lt;p><b>　　4.2　方案三 </b></p><p>　　將35kV出線電流I段保護(hù)范圍伸長（I段退出電壓元件），2號主變35kV限時(shí)速斷與出線I段配合，0.2秒跳分段，0.4秒跳302開關(guān)，0.6秒跳三側(cè)，2號主變35kV過流保護(hù)與出線過流段配合，1.8秒跳分段，2.1秒跳302開關(guān)，2.4秒跳三側(cè)。 </p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：該方案保證主變在近區(qū)

12、短路時(shí)快速切除故障， </p><p>　　并保證主變保護(hù)與出線保護(hù)配合，對于近區(qū)故障，大多數(shù)情況下由出線的速斷保護(hù)動作跳閘，主變保護(hù)作為后備。對于I段母線各出線故障0.2秒切除故障。對于II段母線各出線故障0.4秒切除故障。對于過流保護(hù)存在的同類問題，由于過流保護(hù)反映的是較遠(yuǎn)故障，宜保證選擇性增加主變跳分段的時(shí)限級差。 </p><p>　　缺點(diǎn)：由于各出線速斷保護(hù)范圍伸長，本線路供電的

13、任一臺設(shè)備故障都有可能造成本線路非選擇性跳閘（考慮到該站實(shí)際所帶煤礦、冶煉負(fù)荷為高危用戶，這種情況不可避免）。 </p><p><b>　　5　結(jié)論 </b></p><p>　　目前，各地區(qū)對變壓器能否快速切除近區(qū)故障非常重視，無論是安裝限流器還是壓縮保護(hù)動作時(shí)限，其目的都是盡可能縮短主變承受短路電流沖擊的時(shí)間。對于壓縮部分保護(hù)配合級差為0.2秒已達(dá)極限（整定規(guī)程

14、為0.3秒[1]），對于電流保護(hù)配合而言，選擇性和速動性的矛盾，應(yīng)根據(jù)一次設(shè)備狀況及承載短路電流的能力、所供負(fù)荷對供電可靠性的要求等方面綜合考慮[2-3]。 </p><p>　　從該站設(shè)備及運(yùn)行現(xiàn)狀分析，35kV母線經(jīng)絕緣化包封后母線故障機(jī)率很小，而35kV故障時(shí)線路保護(hù)拒動的情況同樣很少，因此正常情況下線路近區(qū)故障均能由線路保護(hù)快速切除故障，線路保護(hù)拒動由主變保護(hù)0.4秒跳開本側(cè)開關(guān)的情況很少，因此本文認(rèn)為執(zhí)

15、行方案二較好。 </p><p>　　另外，對于延長主變后備保護(hù)時(shí)限以求得配合的方案，如將2號主變低壓側(cè)限時(shí)速斷改為0.4秒跳300開關(guān)，0.6秒跳302開關(guān)，0.8秒跳三側(cè)，因?yàn)榕c縮短短路電流沖擊的初衷相悖，未列入考慮范圍。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T584

16、-2007，《3kV～110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》[S]． </p><p>　　[2]趙曼勇.變壓器保護(hù)與系統(tǒng)保護(hù)整定配合方法探討[J].廣東電力，2003，16（6）：35-37. </p><p>　　[3]郝福忠，侯元文，郭海燕.35kV大容量變壓器繼電保護(hù)整定及配合[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（4）：116-118. </p><p&