许园园，张正茂，孙道军，许元帅

（1.国网技术学院，山东 济南 250002；2.国网鞍山供电公司，吉林 鞍山 114000 3.国网山东莱西市供电公司，山东 青岛 266600）

0 引言

在国家电网公司调度专业新员工的培训过程中，学员实际操作能力的培养一直是一个重点，但是实践能力的培养离不开对理论知识的深刻理解和掌握。如何将学员的理论知识与实际操作能力培养有效结合起来，从而加深学员对理论知识的掌握，提高实际操作能力，是摆在培训人员面前的一个重要问题。本文结合培训过程中遇到一个典型案例，对所涉及到的核心知识点进行了深入的挖掘和分析，并将所涉及到的知识点有机关联、运用起来，从而加深学员对理论知识的理解和掌握，达到举一反三，提升培训效果的目的。

1 案例介绍

1.1 事故前运行方式

许行站3#、4#主变并列运行，3#主变110 kV、220 kV侧中性点直接接地，零序保护投入；4#主变110 kV、220 kV侧中性点不接地，间隙过电压保护投入。

1.2 事故现象

如图1所示，许行变电站主要事故告警信息总结如下：

1）许南I线146开关保护动作，但开关未分闸。

2）许行变电站110 kV母联开关保护动作，开关正确跳闸，II母线失压。

3）4#主变高、中、低三侧开关保护动作，开关正确跳闸。

4）35 kV侧分段备自投正确动作，负荷无损失。

1.3 事故原因分析

1#主变220 kV、110 kV侧变压器中性点经间隙过电压保护接地，2#主变220 kV、110 kV侧变压器中性点直接接地，当110 kV侧与1#母线相连的某条线路的开关拒动，此时发生线路故障。

通过对比可知：许行线许南I线保护动作，但是开关未分闸，说明开关拒动。3#主变零序电流保护I段动作，切除母联开关；4#主变间隙过电压保护动作，切除4#主变三侧开关。

通过分析得出事故原因：110 kV许南I线146开关拒动，线路发生单相接地永久性故障，由于开关拒动，扩大故障范围，达到3#主变零序电流保护整定值，零序电流保护I段动作，切除110 kV母联开关，将故障电流缩小在故障母线Ⅱ上，由于4#主变中性点不接地，间隙过电压保护动作，直接跳4#主变三侧开关。此时，故障电流切除，保障了电网的安全。

2 涉及到的核心知识点

2.1 零序电流保护和间隙过电压保护的区别

零序电流保护和间隙过电压保护是变压器的后备保护，中性点直接接地的零序电流一次有零序电流流过，然后相应的在二次侧感应出故障电流，并且故障电流的幅值和故障时间都达到定值时，中性点零序电流保护就动作。中性点放电间隙过电压保护是在中性点放电间隙击穿以后在放点间隙电流互感器一次侧流过了故障电流，中性点放电间隙电流保护就动作。

零序电流保护一段切除母联开关，零序电流保护二段经过一段延时后切除本侧开关，零序电流保护三段切除变压器三侧开关。间隙过电压保护直接切除变压器三侧。

图1 发生事故后的运行方式

2.2 零序电流保护和间隙过电压保护配置及主变压器零序过流与间隙过流共用TA的危害说明

1）按照目前技术的发展，零序电流保护和间隙过电压保护已经不共用一组TA，因此零序电流保护和间隙过电压保护不会同时投入。这两种保护TA独立设置后则不需要人为进行、投退操作，自动实现中性点接地投入零序过流（退出间隙过流）、中性点不接地时投入间隙过流（退出零序过流）的要求，安全可靠［1］。

2）主变压器接地后备保护中零序过流与间隙过流两者公用一组TA有如下弊端：当中性点接地运行时，一旦忘记退出间隙过流保护，又遇到了系统内接地故障，往往造成了间隙过流误动作将本变压器切除；间隙过流定值很小，但每次接地故障都收到大电流冲击，容易造成损坏。

2.3 变压器保护配置说明

通过变压器保护配置的讲解，学员能够更好地理解本案例。保护配置如图2。

图2 变压器保护配置

此图表示的含义：XF代表变压器，BS代表母线，TMML跳中压侧母联，TM跳中压侧开关，TL跳低压侧开关，高后备保护指向变压器为正，中后备、低后备保护指向母线为正。 一定要学会看保护配置。

RCS-978是变压器保护，如图2所示，变压器主保护为纵联电流差动保护、比率差动保护等，图中显示的是电气量的保护，未显示非电气量的保护。变压器的后备保护为变压器零序电流保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，复合电压电流闭锁保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，过负荷保护等。

通过图2可以明显看出变压器的保护配置和继电保护动作时限等。

2.4 变压器复合电压电流闭锁保护不动作的原因分析

首先要考虑中压侧TA的阻抗指向问题，如果指向110 kV为正方向，如果采用变压器的中压侧后备保护是采用110 kV侧的电压闭锁的，定值整定配置适当的话，后备保护复合电压电流闭锁保护是可以动作的。复合电压电流闭锁保护没有动作，就是正方向、电流定值、动作时间定值3个条件之一没有具备。同样道理，跳闸矩阵可以整定。通过以上定值单分析可看出，复合电压电流闭锁保护的动作时间2.2 s，而零序电流保护的整定值为1 s，所以复合电压电流闭锁保护没有动作，动作的是零序电流保护。

2.5 变压器中性点接地需要考虑的因素

变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电站的零序阻抗基本不变［2］。

1）保证零序电流保护有足够的灵敏度、和很好的选择性，保证接地电流的稳定性。

2）为防止过电压损坏设备，应保证在各种操作和故障跳闸使系统解列时，不至于造成部分系统变成为中性点不接地系统。

3）变压器绝缘水平及结构决定接地点（如自藕变压器中性点为死接地）。

4）为了改善保护配合关系，当某一短线路检修停运时，可以用增加中性点接地变压器台数来抵消线路停运对零序电流分配关系带来的影响。

3 运用核心知识点进行案例分析

本次案例分析中3#主变和4#主变并列运行，在保护配置时考虑到出线故障使开关失灵的可能性存在，容易造成3#主变和4#主变110 kV侧同时出现过流，无法区分故障点的位置。所以为了保全一条非故障母线，在RCS978保护装置的跳闸矩阵中设置了3#主变220 kV侧零序电流保护对故障母线进了区分，母联开关跳开（解列）后，非故障母线110 kV I母线电压恢复正常。3#主变110 kV侧零序1段保护跳开母联开关了以后，由于故障点未切除，导致了许行变电站3#、4#主变分列运行后，3#主变仍然是接地系统，4#主变变成了中性点不接地系统。4#主变110 kV侧放电间隙两端出现过电压，放电间隙绝缘被击穿，间隙过流保护动作，切除4#主变三侧开关。中性点零序电流保护和间隙过电压保护的动作都是分段和有时限的，这里考虑的是3#主变未跳开母联以前，故障电流不会从4#主变的放电间隙回到变压器中性点，而是回到3#主变压器的中性点，因为3#主变的中性点是直接接地的，电阻小，在零序电流保护Ⅰ段后启动，间隙过电压保护跳三侧是有延时的。在现场实际运行中，如果不共用一组TA，还可能没有击穿放电间隙，而是将避雷器击穿，变成了接地系统，110 kV侧零序电流保护I段动作，第二时限跳开4#主变三侧。

4 结论

这个间隙过电压保护动作的案例，很多学员根本无从下手，很茫然，连为什么这么动作的逻辑都分析不出来，综合能力欠缺，主要原因：

1）理论知识太抽象，学习的时候没有真正掌握，导致对保护配置不清楚，不知道各个保护的差别，到底哪个应该动作。

2）不能够将所学知识点有效关联起来。整体分析案例过程中，不能将理论知识与案例过程中现象有效结合起来进行分析。

案例教学法是一种将理论与实际相结合的教学方法，在调度专业新员工培训中，合理运用典型案例，深挖核心知识点并将它们通过案例有机关联起来，对案例过程进行深入分析，能够有效提升学员理论知识的掌握程度和分析解决实际问题的能力。

另外，如果培训师在课堂过程中将涉及到的核心知识点与典型案例结合起来做成一个演示动画，也将有助于学员直观地将所学的知识与实际案例结合起来，进一步提升培训效果。

［1］ 谭武光，段文学.变压器零序电流保护与间隙接线原理及运行［J］.云南电力技术，2015（S2）：162-164.

［2］ 国家电力调度控制中心.电网调控运行实用技术问答［M］.北京：中国电力出版社，2016：185-186.

［3］ 马治国.教育学课程案例教学的基本理论问题研究［J］.教育科学，2006（4）：24-27.