500 kV主变压器保护动作异常分析

2012-05-23刘汝明

山东电力技术 2012年6期

丁晶，刘汝明

（山东电力集团公司检修公司，山东淄博 255000）

0 引言

在500 kV淄川变电站，主变压器高、中压侧开关为三相联动，不设置重合闸保护，主变低压侧不设置断路器，直接连接到低压侧母线上。为防止开关出现三相不一致运行的情况，主变保护设置开关三相不一致保护，当出现三相不一致情况时，保护装置通过断路器辅助接点位置以及零序电流、负序电流来判断断路器的非全相运行状态，当保护接收到三相不一致开入并且有零序电流或负序电流，经一定延时跳开高、中压侧开关。

现场主变保护配置情况为：共有3套保护屏，保护屏Ⅰ、Ⅱ均为RCS-978C主保护、保护屏Ⅲ为RCS-974变压器非电量保护。

1 事故经过

淄川变电站500 kV设备为半开关接线方式，220 kV设备为双母线双分段接线方式GIS设备。两台主变（2号高压侧开关为5021、5022，中压侧开关为 202，3号高压侧开关为 5012、5013，中压侧开关为203）的中压侧出线分别接于220 kV的A、B两段母线上。

因发现2号主变220 kV侧C相GIS出线套管线夹发热，22日18：10 2号主变由运行转检修消缺。次日02：40，2号主变由检修转运行。送电过程中，合上5021开关对2号主变充电正常，当合上202开关时，3号主变中压侧零序过流保护动作，2号主变高、中压侧零序过流保护动作，3号主变 5013、5012、203 开关跳闸，2 号主变 5021、5022开关跳闸。现场检查 5013、5012、203、5021、5022开关三相均在分位，202开关A、B相在分闸位置，C相在合闸位置，检查2号、3号主变外观无异常。

2 原因分析

检修人员对故障录波、主变保护报文级监控后台报文进行分析。从报文综合分析看：03：27 2号主变202开关合闸，A、B相合上，C相未能合上，220 kV系统中产生0.53 A的零序电流，7 s后3号主变中压侧零序过流III段动作，2号主变高、中压侧零序过流III段动作（零序III段定值0.26 A，时间7 s）。跳开3号主变高、中压侧开关及2号主变高、中压侧开关（202开关C相未合上，因而跳开A、B两相）。202开关A、B相跳开21 s后，C相合闸。在此过程中2号主变RCS-974非电量保护的三相不一致保护只启动，未能动作出口。根据RCS-974保护三相不一致保护动作逻辑，只要保护收到三相不一致开入，并且零序电流达到定值，不一致保护就会动作。

整个过程中202开关出现两次三相不一致的情况。一是202开关A、B相合上，C相未能合上时。此时零序电流达到0.53 A，大于不一致保护的零序定值，保护未能动作的原因应该是未能收到不一致开入。查阅图纸发现，在遥控操作开关时SHJ动作，其接点接通合闸回路并自保持，在开关合上后，经开关常闭接点断开合闸回路。当A、B相合上后，HWJa和 HWJb闭合，TWJa和 TWJb分开，HWJc未能闭合，此时，TWJc被合闸回路短接，也未动作，因而保护未收到不一致开入信号。

第二次不一致是在202开关A、B相跳开21 s后，C相合上。此时保护收到不一致开入，但由于高压侧开关在分位，没有电流，因而不一致保护不动。检修人员现场用试验仪模拟出现的这两种情况，有不一致开入无电流、有电流无开入的情况下看保护能不能动作出口，实际情况是单独有这两种情况下保护均不能动作出口，只有在两种条件同时具备时才会动作出口。能够验证保护动作的正确性。

针对上述分析，检查的工作重点是202开关C相未能与A、B相同时合闸的原因。（在设备停电后检修人员到达现场之前值班员已经拉合开关几次均没有问题）现场将C相开关机构打开，检查合闸线圈内有白色斑点，怀疑在合闸过程中长时间通电，有烧伤情况，但是具体是否影响合闸情况不能确定，更换一个备用合闸线圈后试验开关分合也正常。事故产生的原因是由于2号主变中压侧202开关在合闸时由于某种原因，只合上A、B两相，C相未合上，而主变非电量保护由于不能正确收到开关不一致开入，未能正确动作，导致系统中零序电流满足2号、3号主变保护零序III段条件，主变保护动作，跳高、中压侧开关。而202开关在A、B相跳开21 s后，由于C相合闸回路一直导通，C相开关合上。

3 处理方法

开关机构检查。检修人员同设备厂家一起打开202断路器C相机构，检查其不正确动作的原因。厂家打开机构后未发现明显问题，但合闸线圈内有烧伤痕迹，怀疑是长期通电导致，为避免在以后运行过程中出现问题，现场对合闸线圈进行了更换。

保护不一致开入回路改进。此次事故暴露出保护装置不一致开入回路存在一定缺陷，导致开关三相不一致时，保护不能迅速切除故障，导致事故范围扩大。为防止类似情况再次出现，经主管部门同意，将主变保护的TWJ继电器断开与合闸回路的联系，改为直接与开关常闭接点串联，这种方式可有效防止跳合闸回路对不一致开入的影响。改后接线如图1所示。