一起500 kV变压器阻抗保护误动原因及分析

董 平，贺星棋

（1.太原供电分公司，山西 太原 030012；2.四川省电力公司超（特）高压运检公司，四川 成都 610041）

一起500 kV变压器阻抗保护误动原因及分析

董 平1，贺星棋2

（1.太原供电分公司，山西 太原 030012；2.四川省电力公司超（特）高压运检公司，四川 成都 610041）

分析了母线PT内部空开跳闸的二次缺陷引起的500 kV主变压器（以下简称“主变”）中压侧阻抗保护的不正确动作，不仅违背了保护一次系统故障时才动作，在二次系统故障时应将相关保护可靠闭锁的保护设立原则，还造成地区安全稳定装置动作切除大用户负荷，导致了事故的扩大，针对此次事故进行了分析并提出了相应的改进措施。

阻抗保护；误动；PT断线；闭锁

0 引言

根据《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，500 kV系统联络变压器高、中压侧均应装设阻抗保护，按照整定值及动作方向指向的不同，可以用作发电机变压器组、变压器或者母线的后备保护。在实际运行中，由于设计理念及管理上的的差异，存在着一定的不足，文献[1，2]对此进行了专门分析并提出了相应改进措施。同时随着各类输变电主设备制造水平和制造工艺的不断改进和提高，其发生故障的几率已大为降低，阻抗保护作为后备保护，动作有延时，现场真正的动作机会很少，因此导致某些固有缺陷及运行上的疏漏不能很快地暴露。本文在西南某省某500 kV主变压器（以下简称“主变”）的非正常跳闸事故导致的电网事故分析的基础上，指出阻抗保护中设计及管理上的缺陷并提出相应改进措施。

1 事故概况

3月20日12 时39 分，500 kV G变电站220 kVⅡ母保护屏发出“母线保护PT断线”、“母线保护装置异常”信号，1号主变220 kV侧阻抗保护动作出口，G站220 kV母联210、分段200开关跳闸。同时为了防止变电站2号主变过负荷跳闸，220 kV J变电站站内地区安稳装置动作跳J站207开关、6号主变116开关、110 kV 109开关，切负荷近300MW，以减少500 kV变电站2号主变下网负荷。

2 事故前运行方式

事故前500 kVG变电站全接线方式运行，站内两台500 kV主变，220 kV部分接线为双母线分段带旁路形式，电气主接线如图1所示。站内无检修设备，220 kV 201、205开关运行于220 kV I A母，其中201开关作为202开关的备用，空充线路运行，2号变212开关、203、204、207开关运行于IB母，1号变211开关、202、204、206、208、209开关运行于II母，母联210及分段200开关处运行状态，两台500 kV主变下网负荷约900MW。220 kV J站通过220 kV 207、116、109开关向两个大用户供电。

3 事故处理过程

12 :39 500 kV G变报告220 kV母联210、分段200开关跳闸，保护动作原因不明。

12 :39 J变报告综合联切装置动作跳220 kV 207开关、6号主变116开关、110 kV 109开关。

12 :44 J变拉开220 kV 205开关。

12 :44 地调恢复对大用户供电。

12 :45 J变合上220 kV 207开关，恢复对大用户供电。

图1 系统电气主接线图

12 :45 500 kV G变告220 kVⅡ母发“母线保护PT断线”、“母线保护装置异常”信号，1号主变220 kV侧阻抗保护动作出口。

13 :45 500 kVG变拉开205开关、201开关。

15 :06 500 kV G变退出1号主变220 kV侧阻抗保护。

15 :25 500 kV G变报告220 kVⅡ母PT保护用空开C相跳闸，造成1号主变220 kV侧阻抗保护动作跳220 kV母联210、分段200开关。220 kVⅡ母PT保护用空开已恢复正常，200 kVⅡ母母线保护恢复正常。

15 :34 500 kV G变投入1号主变220 kV侧阻抗保护。

15 :44 500 kV G变查205开关保护在投，合上205开关。

15 :50 J变停用Ⅰ回205开关单相重合闸，合上205开关对500 kV G变220 kVⅠ母A段充电正常后，投入205开关单相重合闸。

15 :56 500 kVG变同期合上母联210开关，合上分段200开关。

16 :17 500 kVG变检查201开关保护在投，合上201开关。

4 保护行为分析

1 号主变运行于220 kV II母，但保护动作结果却反映为跳开220 kV I母A段的分段及母联开关，导致该段母空载，仅从动作结果及保护动作行为来看，比较容易判断出是保护的误动。正常情况下保护应出口跳I母A段母联210开关及I母B段母联220开关，但现场的实际动作情况却是保护出口跳并不相干的I母A段母联210开关及分段200开关。

通过对事故进行进一步的调查和技术分析发现，由于该变压器保护投产较早，阻抗保护内部没有设计TV断线闭锁装置。由于阻抗保护电压量为保护的制动量，电流量为动作量，电压回路断线后势必造成保护的误动。还发现由于1号变压器有可能运行于II母，也有可能运行于I母A段，所以需通过压板来切换。由于现场运行规程仍是对应旧的双母运行方式，I母加分段开关后未及时做修改。因此，现场运行人员按照旧有运行规程未对此作相应改变。即，当1号主变运行于II母时，应将220kV阻抗保护出口改为跳II母的210及220开关，当1号主变运行于I母A段时，应将220 kV阻抗保护出口改为跳I母A段的210及200开关。最终造成了这次比较严重的电网事故。另外，由已有的运行经验可知，二次设备的拒动或误动对整个电力系统造成的损失更大[3-5]，针对本文谈的保护误动事故，可以通过在二次回路加装TV断线闭锁回路来解决。

5 事故暴露出问题及防范措施

这是一起由设备小缺陷导致的设备误动继而引发的扩大化的电网事故，此次事故不仅有保护装置本身的问题，同时还暴露了现场运行中存在的众多安全隐患。

a）事故后检查发现500 kV G变220 kV PT二次回路，发现存在多点接地现象。

b）现场运行规程内容不完善，没有考虑到可能出现的各种运行方式及相应的二次设备压板投退变化，对1号主变211开关运行在不同的母线时，220 kV主变阻抗保护跳分段、母联开关的压板投切操作未作说明。

c）早期的保护产品考虑不周全，相关设计单位在进行电气设计时责任心不强，同时现场运行人员的查缺补漏的责任意识薄弱。

针对上述安全隐患，要杜绝此类事故的再次发生，需加强事前的设备选型及现场的运行管理。

a）认真做好设备选型工作，选用性能优良、设计完善的电气设备。

b）重视对设备的监造和出厂试验，确保设备各项功能全面、实用。

c）加强对安装调试质量的监督检查，严格把好验收关，防止由于施工质量、设备本身接线错误引起的事故，增强现场运行人员查缺补漏意识的培养。

d）完善现场运行规程并根据设备的运行情况，制定修试计划，定期消除设备的隐患，恢复其健康水平，尤其是能够造成严重后果的各类保护装置。

e）要把好设备修试后的质量验收关，加强操作机构、保护接线、压板位置、整定值的检查，防止由于修试不当引起的设备事故。

［1］ 黄延曼，林煜.变压器阻抗保护缺陷的分析［J］.广东电力，2002，15（5）：27-29.

［2］ 鲍斌.关于500 kV变压器低阻抗保护配置的看法［J］.继电器，2001，29（9）：66-67.

［3］ 罗玲.一次电网事故的继电保护动作分析［J］.电力自动化设备，2002，22（9）：80-81.

［4］ 刘敏，徐恨林.一次电网事故的继电保护动作分析［J］.湖北电力，2007，31（2）：10-11，14.

［5］ 刘勇.一起相继误动的继电保护事故分析［J］.四川电力技术，2001，6：47-49.

Malfunction Analysis on Im pedance Protection of a 500 kV Substation

DONG Ping1，HE Xing-qi2
（1.Taiyuan Power Supply Com pany，Taiyuan，Shanxi 030012，China;2.Sichuan Electric Power Corporation Extra（ULTRA）High Voltage Operation&Maintenance Company,Chengdu，Sichuan 610041，China）

The impedance protectivemiss action of 500 kV transformer are caused by the bug of PT in bus.It is analysed that the miss action of protective system not only violates the set-up principle of protective equipment thatmerely acts when primary equipments fail and should be dependable locking when secondary equipments fail，but also leads to the extension of accidents.In terms of the accident，the rectification suggestions are proposed.

impedance protection；malfunction；PT line breaking；blocking

TM403.5

A

1671-0320-（2011）03－0038-03

2011-03-03，

2011-04-08

董 平（1971-），男，北京人，2000年毕业于四川大学电气信息学院电力系统及其自动化专业，工程师，从事信息化系统应用及网络维护工作；

贺星棋（1978-），男，重庆人，2000年毕业于四川大学电气信息学院电力系统及其自动化专业，工程师，从事电网运行及稳定分析工作。