田 斌，馮柏松，王 錫，萬(wàn) 勇，郭 健

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司恩施供電公司，湖北 恩施 445000）

0 引 言

繼電保護(hù)是監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)異常和故障情況，及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)或快速隔離切除故障的重要手段[1]。分析保護(hù)動(dòng)作行為，是鎖定故障位置、處理設(shè)備缺陷以及及時(shí)恢復(fù)供電的重要工作環(huán)節(jié)，也是研判保護(hù)動(dòng)作行為正確性的重要過(guò)程[2]。由于電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的設(shè)備故障和保護(hù)動(dòng)作行為具有多樣性，保護(hù)動(dòng)作分析成為每位電力工作人員長(zhǎng)期研究的課題[3-5]。因此，文章圍繞主變后備保護(hù)動(dòng)作案例展開(kāi)分析。從電網(wǎng)運(yùn)行方式、報(bào)文信息時(shí)序、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)檢查等方面入手，深入分析保護(hù)動(dòng)作過(guò)程和原因，鎖定故障位置，評(píng)價(jià)保護(hù)動(dòng)作行為，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)為后期保護(hù)動(dòng)作分析與處理提供參考。

1 保護(hù)動(dòng)作概況

110 kV 蘭坪變電站的主接線(xiàn)如圖1 所示。其保護(hù)動(dòng)作按時(shí)間可劃分為2 個(gè)階段，動(dòng)作行為具體如下。

圖1 110 kV 蘭坪變電站主接線(xiàn)

1.1 第一動(dòng)作階段

蘭311 開(kāi)關(guān)合閘后，49 分59 秒576 毫秒，蘭#1主變中壓側(cè)后備保護(hù)過(guò)流Ⅰ段動(dòng)作出口（定值3.82 A/時(shí)限1.5 s，跳蘭307 開(kāi)關(guān)）；49 分59 秒876 毫秒，蘭#1 主變中壓側(cè)后備保護(hù)過(guò)流Ⅱ段動(dòng)作出口（定值3.82 A/時(shí)限1.8 s，跳蘭303 開(kāi)關(guān)）；50 分00 秒175 毫秒，蘭#1 主變中壓側(cè)后備保護(hù)過(guò)流Ⅲ段動(dòng)作出口（定值3.82A/時(shí)限2.1 s，跳蘭#1 主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)），此時(shí)全站35 kV 和10 kV 設(shè)備失壓。

1.2 第二動(dòng)作階段

首先，01 分31 秒756 毫秒，蘭307 開(kāi)關(guān)第1 次合閘；其次，01 分33 秒436 毫秒，蘭307 開(kāi)關(guān)第1 次跳閘；再次，01 分37 秒246 毫秒，蘭307 開(kāi)關(guān)第2 次合閘，01 分39 秒989 毫秒，蘭307 開(kāi)關(guān)第2 次跳閘；最后，01 分44 秒643 毫秒，蘭307 開(kāi)關(guān)第3 次合閘，01 分46 秒552 毫秒，蘭312 開(kāi)關(guān)分閘，01 分46 秒648毫秒，蘭307開(kāi)關(guān)第3次分閘，蘭#3母線(xiàn)充電失敗。

2 保護(hù)動(dòng)作時(shí)運(yùn)行方式

為準(zhǔn)確分析保護(hù)行為，需要梳理保護(hù)動(dòng)作邏輯，列出保護(hù)動(dòng)作時(shí)的運(yùn)行方式。

2.1 第一動(dòng)作階段

蘭110 kV 洞蘭線(xiàn)101 開(kāi)關(guān)接110 kV 蘭#1 母線(xiàn)、#2 母線(xiàn)運(yùn)行，35 kV 蘭#3 母線(xiàn)、蘭#4 母線(xiàn)通過(guò)蘭303 開(kāi)關(guān)接蘭#1 主變中壓側(cè)運(yùn)行，35 kV 蘭石線(xiàn)蘭311 開(kāi)關(guān)接蘭#4 母線(xiàn)運(yùn)行；蘭802 開(kāi)關(guān)帶10 kV 蘭#5、蘭#6 母線(xiàn)運(yùn)行，10 kV 蘭長(zhǎng)線(xiàn)、10 kV 蘭高線(xiàn)及蘭#1 站變、蘭#2 站變運(yùn)行。

2.2 第二動(dòng)作階段

110 kV 洞蘭線(xiàn)接110 kV 蘭#1 母線(xiàn)、蘭#2 母線(xiàn)運(yùn)行，35 kV 蘭#4 母線(xiàn)接蘭#2 變中壓側(cè)運(yùn)行，蘭#3 母線(xiàn)不帶電；蘭814 開(kāi)關(guān)帶蘭#5、蘭#6 母線(xiàn)運(yùn)行，10 kV 蘭長(zhǎng)線(xiàn)、蘭高線(xiàn)及蘭#1、蘭#2 站變運(yùn)行。

3 監(jiān)控信息報(bào)文時(shí)序分析

以蘭坪變D5000 監(jiān)控報(bào)文為依據(jù)，梳理出第一階段和第二階段的保護(hù)動(dòng)作報(bào)文信息時(shí)序如圖2 和圖3 所示。

圖2 第一階段監(jiān)控后臺(tái)報(bào)文信息時(shí)序

圖3 第二階段監(jiān)控后臺(tái)報(bào)文信息時(shí)序

4 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢查分析

4.1 保護(hù)裝置報(bào)文檢查

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查蘭#1 主變與蘭#2 主變保護(hù)裝置得到動(dòng)作報(bào)文信息，具體表1 所示。

表1 保護(hù)裝置報(bào)文信息

4.2 一次設(shè)備檢查

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，35 kV 母線(xiàn)室充滿(mǎn)燒焦氣味，蘭305 開(kāi)關(guān)柜上方已薰黑，蘭305 開(kāi)關(guān)柜內(nèi)有明顯放電痕跡，觸頭盒和母線(xiàn)穿墻套管燒損，母線(xiàn)和分支母線(xiàn)局部燒損。由此可知，蘭305 開(kāi)關(guān)柜燒毀，導(dǎo)致#3母線(xiàn)出現(xiàn)短路故障。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)蘭307 開(kāi)關(guān)、蘭303 開(kāi)關(guān)設(shè)備做補(bǔ)充試驗(yàn)。經(jīng)檢測(cè)得，蘭307 開(kāi)關(guān)的合閘時(shí)間為102 ms，分閘時(shí)間為211 ms；蘭303 開(kāi)關(guān)的合閘時(shí)間為239 ms，分閘時(shí)間為91 ms。查閱開(kāi)關(guān)說(shuō)明書(shū)可知，開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間應(yīng)不大于90 ms，分閘時(shí)間應(yīng)不大于70 ms。因此，蘭303 開(kāi)關(guān)、蘭307 開(kāi)關(guān)分合時(shí)間不合格。

開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)使用的黃油凝固，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)分合卡澀，合閘彈簧老化蓄力不足，蘭305 開(kāi)關(guān)合閘不到位，引起局部過(guò)電壓擊穿蘭305 開(kāi)關(guān)柜絕緣，燒毀蘭305 開(kāi)關(guān)柜，引起#3 母線(xiàn)短路故障。

5 保護(hù)動(dòng)作過(guò)程分析

5.1 蘭#1 主變復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段、Ⅱ段動(dòng)作過(guò)程

由圖2 可知，49 分59 秒576 毫秒，蘭#1 主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段動(dòng)作，50 分00 秒160 毫秒，蘭307分段開(kāi)關(guān)跳閘，蘭307 開(kāi)關(guān)實(shí)際跳開(kāi)經(jīng)過(guò)584 ms。因故障在蘭305 開(kāi)關(guān)靠蘭#3 母線(xiàn)側(cè)，蘭#1 主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作，蘭303 開(kāi)關(guān)跳閘。蘭#1 主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段、Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作正確。

5.2 蘭#1 主變復(fù)壓過(guò)流Ⅱ段、Ⅲ段動(dòng)作過(guò)程

由圖2 可知，49 分59 秒876 毫秒，蘭#1 主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅱ段動(dòng)作，50 分05 秒471 毫秒，蘭303 開(kāi)關(guān)跳閘。蘭303 開(kāi)關(guān)實(shí)際跳開(kāi)經(jīng)過(guò)5 595 ms，同時(shí)蘭#1 主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅱ、Ⅲ段時(shí)間級(jí)差299 ms，因此50 分00 秒175 毫秒由蘭#1 主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅲ段保護(hù)動(dòng)作跳蘭#1 主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)。蘭#1 主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅱ、Ⅲ段保護(hù)動(dòng)作正確。

5.3 蘭#2 主變第1 次復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段動(dòng)作分析

由圖3 可知，01 分31 秒756 毫秒，第1 次合上蘭307 開(kāi)關(guān)給蘭#3 母線(xiàn)充電來(lái)恢復(fù)供電，此時(shí)蘭305開(kāi)關(guān)靠蘭#3母線(xiàn)側(cè)故障點(diǎn)仍存在。01分31秒867毫秒，蘭#2 主變中壓側(cè)后備保護(hù)整組第1 次啟動(dòng)，01 分33 秒373 毫秒，蘭#2 主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段第1 次動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間1 506 ms，隨后跳蘭307 開(kāi)關(guān)。01 分33 秒436 毫秒，蘭307 開(kāi)關(guān)第1 次實(shí)際跳開(kāi)。蘭#2主變第1 次復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段動(dòng)作，跳蘭307 開(kāi)關(guān)正確。

5.4 蘭#2 主變第2 次復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段動(dòng)作分析

由圖3 可知，01 分37 秒246 毫秒，蘭307 開(kāi)關(guān)第2 次合閘，此時(shí)蘭305 開(kāi)關(guān)靠#3 母線(xiàn)側(cè)故障點(diǎn)仍存在。01 分38 秒412 毫秒，蘭#2 主變中壓側(cè)后備保護(hù)整組第2 次啟動(dòng)，01 分39 秒918 毫秒，蘭#2 主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段第2 次動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間1 506 ms，隨后跳蘭307 開(kāi)關(guān)。01 分39 秒989 毫秒，蘭307 開(kāi)關(guān)第2 次實(shí)際跳開(kāi)。蘭#2 主變第2 次復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段動(dòng)作，跳蘭307 開(kāi)關(guān)動(dòng)作正確。

5.5 蘭#2 主變第3 次復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段動(dòng)作和第1 次Ⅱ段動(dòng)作分析

由圖3 可知，01 分44 秒643 毫秒，蘭307 開(kāi)關(guān)第3 次合閘，此時(shí)蘭305 開(kāi)關(guān)靠#3 母線(xiàn)側(cè)故障點(diǎn)仍存在。01 分44 秒709 毫秒，蘭#2 主變中壓側(cè)后備保護(hù)整組第3 次啟動(dòng)，01 分46 秒214 毫秒，蘭#2主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段第3 次動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間為1 505 ms，隨后跳蘭307 開(kāi)關(guān)，01 分46 秒648 毫秒，蘭307 開(kāi)關(guān)第3 次實(shí)際跳開(kāi)。01 分46 秒513 毫秒，蘭#2 主變復(fù)壓過(guò)流Ⅱ段動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間1 804 ms，蘭#2 主變復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段與蘭 #2 主變復(fù)壓過(guò)流Ⅱ段保護(hù)級(jí)差299 ms，切除故障。

綜上所述，蘭305 開(kāi)關(guān)合閘不到位，引起局部過(guò)電壓，燒毀蘭305 開(kāi)關(guān)柜，引起#3 母線(xiàn)短路故障致使保護(hù)動(dòng)作。同時(shí)，蘭303 開(kāi)關(guān)和蘭307 開(kāi)關(guān)分閘速度慢，導(dǎo)致此次復(fù)雜保護(hù)動(dòng)作，各保護(hù)動(dòng)作行為符合保護(hù)原理和動(dòng)作邏輯設(shè)定，屬于正確動(dòng)作。

6 結(jié) 論

文章主要介紹110 kV 蘭坪變電站的動(dòng)作保護(hù)概況，并分析保護(hù)動(dòng)作時(shí)運(yùn)行方式。通過(guò)分析保護(hù)動(dòng)作案例總結(jié)出保護(hù)動(dòng)作分析思路與方法：遵循安全性和時(shí)效性原則，首先通過(guò)遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)查看保護(hù)動(dòng)作報(bào)文信息，按時(shí)間順序和動(dòng)作邏輯關(guān)系，梳理事件發(fā)展脈絡(luò)，理清時(shí)序圖；其次，前往現(xiàn)場(chǎng)檢查設(shè)備，結(jié)合報(bào)文信息和設(shè)備測(cè)試結(jié)果，綜合分析保護(hù)動(dòng)作原因，評(píng)價(jià)保護(hù)動(dòng)作行為；最后，確定設(shè)備故障位置，進(jìn)行故障處理及時(shí)恢復(fù)供電。