杜婉玲

（廣州環(huán)投從化環(huán)保能源有限公司，廣東 廣州510900）

2019 年4 月11 日20 點(diǎn)16 分26 秒,某電廠雷雨天氣,外線電網(wǎng)遠(yuǎn)端發(fā)生故障,#2 主變低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流二段、#2 發(fā)電機(jī)過(guò)電壓I 段保護(hù)相繼動(dòng)作,導(dǎo)致#2 機(jī)組跳閘。事件發(fā)生后,經(jīng)過(guò)討論分析,事件過(guò)程中保護(hù)動(dòng)作正確,外線故障原因主要為雷擊所致。

1 事件發(fā)生前運(yùn)行方式

事件發(fā)生前#1、#2 機(jī)組處于正常運(yùn)行狀態(tài),110kV 甲線、乙線處于正常運(yùn)行狀態(tài),110kV 母聯(lián)開(kāi)關(guān)100、10kV 母聯(lián)開(kāi)關(guān)500處于熱備用狀態(tài)。

2 事件經(jīng)過(guò)

2019 年4 月11 日20 點(diǎn)16 分26 秒, 外線電網(wǎng)發(fā)生故障,約1.2 秒后某電廠#2 機(jī)組跳閘。檢查廠內(nèi)設(shè)備情況,無(wú)設(shè)備故障,線路側(cè)A 相和C 相避雷器動(dòng)作次數(shù)均從0 變?yōu)?。保護(hù)的動(dòng)作情況如下表所示:

從2019 年4 月11 日20 點(diǎn)16 分波形看,電網(wǎng)遠(yuǎn)端先發(fā)生了A、C 相接地故障,然后發(fā)展成三相故障,乙線的電流較甲線大,故障點(diǎn)在電氣距離上更靠近乙線, 其次,A、C 相接地故障持續(xù)了657ms,隨后發(fā)展成的三相故障持續(xù)594ms。

3 保護(hù)動(dòng)作情況

3.1 保護(hù)裝置信息

3.2 保護(hù)動(dòng)作情況分析

主變低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流二段:

a.主變低壓側(cè)后備保護(hù)定值如下:

b.分析

實(shí)際保護(hù)裝置顯示動(dòng)作值為3.37A,已超過(guò)復(fù)壓閉鎖過(guò)流II段定值1.1A,故障持續(xù)時(shí)間1251ms,超過(guò)定值1.2s,主變低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流二段動(dòng)作正確。

4 存在的主要問(wèn)題

乙線線路保護(hù)為什么未動(dòng)作?分析如下所示:

線路保護(hù)的定值如下表所示:

從定值上可以看出,#2 主變低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)II 段定值在動(dòng)作時(shí)間上考慮與線路距離保護(hù)II 段保護(hù)配合。

首先查看電網(wǎng)故障時(shí)接地距離阻抗值大小,通過(guò)錄波文件的阻抗分析可以得到:在A、C 相短路時(shí),接地阻抗值尚未達(dá)到II 段動(dòng)作值19.61 歐姆,但在三相短路期間已達(dá)到II 段動(dòng)作值,由于三相短路故障持續(xù)了594ms 后#2 主變低壓側(cè)后備動(dòng)作, 因此,動(dòng)作時(shí)間未達(dá)到。

其次查看相間距離保護(hù), 通過(guò)錄波文件的阻抗分析可以得到, 相間距離保護(hù)也只是在三相短路期間偶爾達(dá)到II 段動(dòng)作值19.61 歐姆,但由于時(shí)間未到,因此保護(hù)未動(dòng)作。

通過(guò)軟件讀出,電網(wǎng)故障時(shí),阻抗值已達(dá)到線路保護(hù)III 段的動(dòng)作值,但由于時(shí)間未到,因此保護(hù)未動(dòng)作。

因此,乙線線路保護(hù)未動(dòng)作,從而主變低壓側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作。

從定值上可以看出,#2 主變高低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)II 段定值在動(dòng)作時(shí)間上考慮與線路距離保護(hù)II 段保護(hù)配合, 且主變高低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)均未帶方向。

5 應(yīng)對(duì)解決措施

5.1 為避免主變復(fù)壓過(guò)流保護(hù)先于線路保護(hù)動(dòng)作,提出以下兩種定值配置策略:

5.1.1 可考慮主變復(fù)壓過(guò)流保護(hù)與線路距離三段保護(hù)配合,具體的依據(jù)DLT584《3-110kV 電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》, 依據(jù)為:6.2.9.4 多側(cè)電源變壓器方向過(guò)電流保護(hù)宜指向本側(cè)母線,各電源過(guò)電流保護(hù)作為總后備,其定值按下述原則整定:a.方向過(guò)電流保護(hù)作為本側(cè)母線的后備保護(hù),其電流定值按本側(cè)母線有靈敏度整定,時(shí)間定值應(yīng)與出線保護(hù)相應(yīng)段配合,動(dòng)作后,跳本側(cè)斷路器;在變壓器并列運(yùn)行時(shí),也可以先跳本側(cè)母聯(lián)斷路器,再跳本側(cè)斷路器。b.主電源側(cè)的過(guò)電流保護(hù)作為變壓器、其他側(cè)母線、出線后備保護(hù)、電流定值按躲開(kāi)本側(cè)負(fù)荷電流整定,時(shí)間定值與出線保護(hù)最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間配合,動(dòng)作后,跳三側(cè)斷路器。

5.1.2 其次,或者考慮主變低壓側(cè)復(fù)壓帶方向,高壓側(cè)復(fù)壓與線路距離保護(hù)三段配合,具體的依據(jù)為:6.2.9.1 與電網(wǎng)配合有關(guān)的變壓器各側(cè)的零序電流和相電流保護(hù),其主要作用為變壓器、母線、母線上的出線及其他元件的后備保護(hù),在某些情況下,例如母線本身未配置專用的母線保護(hù)時(shí),還想到主保護(hù)作用。整定計(jì)算的基本原則是: 各側(cè)延時(shí)相電流保護(hù)的主要作用是本側(cè)母線、母線的連接元件以及變壓器的后備保護(hù),對(duì)于兩側(cè)或者三側(cè)電源的變壓器,為簡(jiǎn)化配合關(guān)系,縮短動(dòng)作時(shí)間,相電流保護(hù)可帶方向,方向宜指向各側(cè)母線,同時(shí),在各電源側(cè)以不帶方向的長(zhǎng)延時(shí)相電流保護(hù)作為總后備保護(hù)。由于線路三段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間超過(guò)2 秒, 主變復(fù)壓過(guò)流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間超過(guò)2 秒的前提是:變壓器外部短路故障,如短路電流大于任一側(cè)繞組穩(wěn)定電流時(shí),變壓器過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2S。

5.2 策略選擇

綜合考慮,最后選用以下配置方案:

5.2.1 主變低壓側(cè):主變低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)按躲開(kāi)主變高壓側(cè)最大三相短路電流整定, 保護(hù)范圍縮小至10kV 以內(nèi)設(shè)備,因此若主變高壓側(cè)及線路發(fā)生故障時(shí), 低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)將不再動(dòng)作,從定值上完成動(dòng)作方向選擇;

5.2.2 主變高壓側(cè):由于線路距離三段動(dòng)作時(shí)間整定為2.4s,若高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)與距離三段動(dòng)作時(shí)間配合, 則高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流動(dòng)作時(shí)間將大于2s, 超過(guò)主變短路情況下切除故障安全時(shí)間(見(jiàn)銘牌),由于本廠主變主保護(hù)設(shè)計(jì)為單套裝置,后備保護(hù)壓力較大。因此在定值配合上,仍需要確保主保護(hù)拒動(dòng)情況下,高壓側(cè)后備保護(hù)能夠在2s 內(nèi)動(dòng)作切除故障,因此高壓側(cè)復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間未能與線路距離III 段配合(距離III 段動(dòng)作時(shí)間為2.4s)。因此仍采用高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)仍與110kV 線路距離二段保護(hù)配合的整定策略。

5.2.3 最終高低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)定值變更如下:

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6 結(jié)論

本次雷擊事件,主變低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)先于線路側(cè)保護(hù)動(dòng)作的原因是主變后備保護(hù)及線路保護(hù)定值配置不合理導(dǎo)致,定值復(fù)核后,低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)從定值上完成動(dòng)作方向選擇,線路故障時(shí), 將不再出出現(xiàn)主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)保護(hù)先于線路側(cè)開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作的情況。