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        一起母差保護(hù)動(dòng)作分析及檢查處理

        2017-04-26 12:06:02任江成黃小冬何澤勝
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年8期

        任江成+黃小冬+何澤勝

        摘 要:針對(duì)一起500kV母線差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作情況,分析其動(dòng)作原因、故障點(diǎn)位置及現(xiàn)場(chǎng)檢查過程,供同行借鑒、參考。

        關(guān)鍵詞:母線差動(dòng)保護(hù);開關(guān)間短引線保護(hù);絕緣電阻

        1 概述

        某水電站500kV系統(tǒng)采用一臺(tái)半斷路器接線方式(主接線如圖1所示),GIS設(shè)備采用型號(hào)為ZF-550的成套設(shè)備。500kV母線保護(hù)雙重化配置,第一套采用RCS-915GD母差保護(hù)裝置,第二套采用SGB-750系列母差保護(hù)裝置。T區(qū)開關(guān)間短引線保護(hù)雙重化配置,均采用PSL608U短引線保護(hù)裝置。母差保護(hù)與開關(guān)間短引線保護(hù)交叉配置,無保護(hù)死區(qū)。2012年4月19日6時(shí)23分,500kV #2M母差保護(hù)、5032和5033開關(guān)間短引線保護(hù)動(dòng)作跳閘,跳開5013、5023、5033、5032開關(guān)。

        2 保護(hù)及自動(dòng)裝置數(shù)據(jù)分析

        保護(hù)動(dòng)作情況發(fā)生后,保護(hù)人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查核對(duì)裝置動(dòng)作情況,查看裝置動(dòng)作報(bào)文及錄波文件,首先排除了裝置誤動(dòng)作的可能性,保護(hù)及自動(dòng)裝置數(shù)據(jù)簡(jiǎn)述如下:

        (1)500kV #2M母差保護(hù)A套動(dòng)作報(bào)告顯示:2010-04-19 06:23:00:362保護(hù)啟動(dòng),經(jīng)5ms后變化量差動(dòng)動(dòng)作,選相B,發(fā)5013、5023、5033開關(guān)跳閘令,經(jīng)21ms后穩(wěn)態(tài)量差動(dòng)動(dòng)作,選相B,裝置檢測(cè)最大差動(dòng)電流為2.81A。

        (2)500kV #2母差保護(hù)B套動(dòng)作報(bào)告顯示:2012年4月19日 6時(shí)23分0秒保護(hù)啟動(dòng),經(jīng)12ms母差B相差動(dòng)動(dòng)作,裝置檢測(cè)B相差動(dòng)電流為2.761A,制動(dòng)電流為2.771A。裝置錄波波形簡(jiǎn)圖如圖2所示。

        (3)#4機(jī)保護(hù)A套(GIS側(cè))短引線保護(hù)動(dòng)作報(bào)告顯示: 2012年4月19日 6時(shí)23分0秒365毫秒保護(hù)啟動(dòng),經(jīng)5ms短引線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作并出口,檢測(cè)到B相差流為0.891A,58ms后保護(hù)動(dòng)作返回。

        (4)#4機(jī)保護(hù)B套(GIS側(cè))短引線保護(hù)動(dòng)作報(bào)告顯示:2012年4月19日6時(shí)23分0秒365毫秒保護(hù)啟動(dòng),經(jīng)3ms短引線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作并出口,檢測(cè)到B相差流為0.723A,57ms后保護(hù)動(dòng)作返回。裝置錄波波形簡(jiǎn)圖如圖3所示。

        (5)GIS故障錄波器1顯示:2010-04-19 06:23:00 5032斷路器B相電流突變啟動(dòng),開關(guān)量“#4機(jī)保護(hù)A套(GIS側(cè))短引線保護(hù)動(dòng)作”、“#4機(jī)保護(hù)B套(GIS側(cè))短引線保護(hù)動(dòng)作”、“500kV#2M A套母差保護(hù)動(dòng)作”、“500kV#2M B套母差保護(hù)動(dòng)作”、“5033斷路器保護(hù)柜A相跳閘”、“5033斷路器保護(hù)柜B相跳閘”、“5033斷路器保護(hù)柜C相跳閘”、“5032斷路器保護(hù)柜A相跳閘”、“5032斷路器保護(hù)柜B相跳閘”、“5032斷路器保護(hù)柜C相跳閘”。裝置錄波波形簡(jiǎn)圖如圖4所示。

        (6)GIS故障錄波器2顯示:2010-04-19 06:23:00 5011斷路器B相電流突變啟動(dòng),開關(guān)量“5013斷路器保護(hù)柜A相跳閘”、“5013斷路器保護(hù)柜B相跳閘”、“5013斷路器保護(hù)柜C相跳閘”、“5023斷路器保護(hù)柜A相跳閘”、“5023斷路器保護(hù)柜B相跳閘”、“5023斷路器保護(hù)柜C相跳閘”。

        3 保護(hù)動(dòng)作原因分析

        正常情況下,CT二次額定電流為0.175A。5033與50332間靠50332側(cè)兩CT為短引線保護(hù)使用,5033與50331間靠50331側(cè)兩CT為母差保護(hù)使用。

        從故障錄波裝置的波形可看出,在故障時(shí)刻母線電壓B相突變降低至0V左右,#4主變高壓側(cè)零序電壓突變升高,而5033、5032開關(guān)B相電流突變升高至2.4A左右;從開關(guān)間短引線保護(hù)裝置和母差保護(hù)裝置的波形可看出,兩個(gè)裝置均檢測(cè)到B相電流突變,母差保護(hù)與開關(guān)間短引線保護(hù)均動(dòng)作跳閘,說明故障點(diǎn)在兩保護(hù)的交叉范圍內(nèi)。由此得出結(jié)論,在5033開關(guān)兩側(cè)CT間(即500kV #2M母差保護(hù)和5032、5033開關(guān)間短引線保護(hù)所使用的CT交叉處)發(fā)生B相接地短路故障。

        4 現(xiàn)場(chǎng)檢查及處理

        通過以上數(shù)據(jù)和分析,初步認(rèn)定在5033、50331、50332范圍內(nèi)B相設(shè)備故障,然后現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了以下檢查:

        (1)使用SF6氣體純度檢測(cè)儀對(duì)5033與50331之間B相CT氣隔進(jìn)行SF6氣體純度檢測(cè),其SF6氣體純度為88.89%,而國(guó)標(biāo)SF6氣體新氣標(biāo)準(zhǔn)為≥99.8%。

        (2)使用SF6電氣設(shè)備分解產(chǎn)物檢測(cè)儀對(duì)5033與50331之間B相CT氣隔進(jìn)行SF6氣體成分檢測(cè),其SOF2含量為110μL/L。裝置分析檢測(cè)結(jié)果為:“該氣室分解產(chǎn)物含量較高,內(nèi)部可能在低能量放電或大于600℃過熱性故障引起固體絕緣材料分解,建議做電氣絕緣試驗(yàn)后綜合分析。”

        (3)通過503317地刀對(duì)5033開關(guān)進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量,用5000V電壓檔位測(cè)量發(fā)現(xiàn)其B相絕緣電阻僅為3.1MΩ,在A相同位置間隔做絕緣電阻測(cè)試對(duì)比試驗(yàn),5000V電壓檔位下A相絕緣電阻為200GΩ。

        (4)做Ⅱ母絕緣測(cè)試,用5000V電壓檔位測(cè)量,其絕緣電阻為130GΩ。

        綜合電氣絕緣電阻測(cè)量試驗(yàn)結(jié)果與對(duì)5033和50331之間B相CT氣隔內(nèi)SF6氣體純度及成份分析后,得出結(jié)論:5033與50331之間B相CT氣隔發(fā)生接地故障,Ⅱ母正常。

        2012年4月24日,現(xiàn)場(chǎng)將CT氣室打開,發(fā)現(xiàn)CT氣室靠5033開關(guān)側(cè)盆式絕緣子和導(dǎo)體觸頭發(fā)生接地故障(如圖5所示)。現(xiàn)場(chǎng)更換故障元件后于2012年5月8日設(shè)備投入正常運(yùn)行。

        5 結(jié)束語

        如今,國(guó)內(nèi)超高壓等級(jí)母差保護(hù)的原理及裝置性能已經(jīng)很成熟和完善,母差保護(hù)能夠針對(duì)故障情況正確可靠動(dòng)作。同時(shí)在保護(hù)配置中,各種保護(hù)交叉配置,消除保護(hù)死區(qū),對(duì)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

        作者簡(jiǎn)介:任江成(1985-),男,工程師,大學(xué)本科,任職于雅礱江流域水電開發(fā)有限公司,從事水電廠繼電保護(hù)維護(hù)管理工作。

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