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二次接線錯(cuò)誤引發(fā)零序I段拒動(dòng)案例分析

  繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分,一方面繼電保護(hù)的正確動(dòng)作對(duì)保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著十分重要的作用,另一方面繼電保護(hù)的不正確動(dòng)作(包括誤動(dòng)和拒動(dòng))也給電力系統(tǒng)造成重大的災(zāi)難。每一次重大的電力系統(tǒng)崩潰事故,幾乎都是由于不適合系統(tǒng)全局要求的繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)引起,因此,要求繼電保護(hù)工作者要從電力系統(tǒng)全局著眼來(lái)看問(wèn)題,認(rèn)真學(xué)習(xí)繼電保護(hù)科學(xué)基本理論知識(shí)。同時(shí)繼電保護(hù)又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù),需要廣大繼電保護(hù)工作者具備處理工程問(wèn)題的技能和技巧。筆者通過(guò)對(duì) 110 kV 線路因保護(hù)裝置電流端子二次接線錯(cuò)誤引發(fā)零序 I 段拒動(dòng)案例剖析,通過(guò)更改保護(hù)接線錯(cuò)誤,提出在進(jìn)行保護(hù)整組驗(yàn)收時(shí)需增加的相應(yīng)檢查,以確保保護(hù)裝置的可靠性動(dòng)作。

1 基本情況

某供電分公司 110 kV 變電站位于關(guān)中北部山區(qū), 為某縣中西部地區(qū)主供電源點(diǎn),一期工程建設(shè)于 2009 年 10月,二次設(shè)備控制、保護(hù)均為常規(guī)微機(jī)型保護(hù),技術(shù)水平高。二期工程建設(shè)于 2011 年 10 月,設(shè)計(jì)安裝 110 kV 出線 2 回,二次設(shè)備控制、保護(hù)為微機(jī)綜合自動(dòng)化,設(shè)備技術(shù)水平較為先進(jìn)。設(shè)備帶電運(yùn)行期間,于 2012 年 7–11 月連續(xù)發(fā)生 110 kV #2 出線零序 I 段保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn)象,直接引起某縣西半縣區(qū)大面積停電,經(jīng)繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)試、試驗(yàn)分析,核查出主變停運(yùn)的原因系保護(hù)裝置電流端二次誤接線引起。

2 零序I段保護(hù)拒動(dòng)情況

2012 年 7 月 1 日上午,該變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)出 110 kV #2 線路零序保護(hù)裝置突變量啟動(dòng),零序保護(hù) I段拒動(dòng)作,直接導(dǎo)致給該站供電的上級(jí)變電站 110 kV 線路零序 II 段動(dòng)作,通過(guò)保護(hù)裝置故障錄波查看是 110 kV#2 線路發(fā)生 B 相接地故障,由于 #2 線路零序保護(hù) I 段保護(hù)拒動(dòng),故障越到上級(jí)變電站零序 II 段保護(hù)動(dòng)作,造成該站全站失壓。故障發(fā)生后,保護(hù)班工作人員前往該站,對(duì) 110 kV #2 線路保護(hù)裝置進(jìn)行整組傳動(dòng)試驗(yàn),按照施工設(shè)計(jì)圖紙和定值單模擬加入合理的交流電流、電壓,該保護(hù)裝置的零序 I 段仍不能動(dòng)作。

3 故障原因查找

3.1 二次回路檢查

繼電保護(hù)工作人員在現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真核對(duì)該保護(hù)安裝接線,與設(shè)計(jì)施工完全符合(包括二次回路接線、保護(hù)端子排)。保護(hù)屏后二次線排列整齊、接線正確,無(wú)螺栓、線頭松動(dòng)現(xiàn)象。電流互感器、電壓互感器極性正確,繼電保護(hù)各項(xiàng)反事故措施都到位。

3.2 保護(hù)測(cè)試儀的檢查

繼電保護(hù)工作人員現(xiàn)場(chǎng)更換了保護(hù)測(cè)試儀,結(jié)果如舊。用此保護(hù)測(cè)試儀對(duì)其他保護(hù)裝置進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試結(jié)果均符合要求,說(shuō)明保護(hù)測(cè)試儀正常。

3.3 保護(hù)裝置本體檢驗(yàn)

工作人員甩開(kāi)所有二次回路接線,按照該保護(hù)裝置說(shuō)明書對(duì)電流、電壓直接加量與裝置進(jìn)行測(cè)試,零序保護(hù)正常啟動(dòng),保護(hù)動(dòng)作正確。此時(shí)保護(hù)人員發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)施工圖與說(shuō)明書上的典型接線有所不同。

在該保護(hù)裝置設(shè)計(jì)施工圖紙中,保護(hù)裝置交流回路的外接零序電流端子沒(méi)有任何接線,如圖 1 所示。而保護(hù)裝置說(shuō)明書上的典型接線交流回路中,外接零序電流端子串在電流回路中性線上,如圖 2 所示。保護(hù)人員按照?qǐng)D 2 接線更改電流回路二次接線,再次對(duì)該保護(hù)裝置進(jìn)行整組傳動(dòng)試驗(yàn),零序 I 段正確動(dòng)作。

4 零序I段保護(hù)拒動(dòng)原因分析

由以上保護(hù)試驗(yàn)結(jié)果可判斷,零序 I 段拒動(dòng)是外接零序電流沒(méi)有接入保護(hù)裝置之故。

繼電保護(hù)工作人員通過(guò)仔細(xì)閱讀該保護(hù)裝置說(shuō)明書得知,雖然零序方向元件、零序過(guò)電流元件均采用自產(chǎn)的零序電流計(jì)算,但零序電流的啟動(dòng)元件仍由外部的輸入零序電流計(jì)算,不接入外接零序電流,所有與零序電流相關(guān)的保護(hù)均不能動(dòng)作。

5 用了自產(chǎn)零序電流還要用外接零序電流的原因

由于 3U0 構(gòu)成的零序方向保護(hù),“方向接反”的不正確動(dòng)作延續(xù)了多年。這是 20 世紀(jì) 80 年代前傳統(tǒng)保護(hù)長(zhǎng)期采取的方法,其原因是確切掌握 3U0 實(shí)際進(jìn)入保護(hù)裝置的極性實(shí)非易事。為解決此問(wèn)題,各個(gè)保護(hù)廠家堅(jiān)決地放棄了引自電壓互感器的 3U0,而選用自產(chǎn)的 3U0 和 3I0,在保護(hù)裝置內(nèi)部確定它們的相量關(guān)系。

保護(hù)裝置的電流插件插接情況從來(lái)就是一個(gè)大問(wèn)題,為了確保電流插件的可靠,就必須對(duì)其進(jìn)行自檢。引入外接 3I0 對(duì)自產(chǎn) 3I0 進(jìn)行校對(duì),當(dāng)兩者之間的差異超出一定范圍時(shí),說(shuō)明電流插件插接出現(xiàn)了異常,必須采取一定的措施防止發(fā)生不正確動(dòng)作。

6 暴漏問(wèn)題和防范措施

召開(kāi)事故分析會(huì),查清事故原因,剖析事故存在問(wèn)題,處理事故責(zé)任人,細(xì)致落實(shí)防止繼電保護(hù)“三誤事故”措施,并開(kāi)展事故通報(bào)學(xué)習(xí)、討論活動(dòng),通過(guò)討論對(duì)照,暴露出各部門、班組自身問(wèn)題,制定相應(yīng)防范措施和對(duì)策。加強(qiáng)安裝檢修人員業(yè)務(wù)培訓(xùn),提高安裝檢修人員的自身素質(zhì)與業(yè)務(wù)技能,提高安裝檢修人員的檢修水平,提高事故應(yīng)急能力,做好缺陷消除工作。

按電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn):對(duì)于由 3I0 構(gòu)成的保護(hù)的測(cè)試,不能以檢查 3I0 回路是否有不平衡電流的方法來(lái)確認(rèn) 3I0 回路是否良好,不能單獨(dú)依靠“六角圖”測(cè)試方法確證 3I0 構(gòu)成的方向保護(hù)的極性關(guān)系正確,可以包括電流及電壓互感器二次回路連接與方向元件等綜合組成的整體進(jìn)行試驗(yàn),以驗(yàn)證整組方向保護(hù)的極性正確。*根本的辦法是查清電壓及電流互感器極性,所有由互感器端子到繼電保護(hù)盤的連接線和盤上零序方向繼電器的極性,整組試驗(yàn)、模擬各種故障檢查零序電流保護(hù)跳閘邏輯的正確性。

要求驗(yàn)收人員認(rèn)真細(xì)致,將驗(yàn)收項(xiàng)目、內(nèi)容**細(xì)化,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),確保不遺漏一臺(tái)裝置,不遺漏一項(xiàng)反措,不遺漏一個(gè)核查項(xiàng)目,不遺漏一個(gè)疑點(diǎn),確保設(shè)備投產(chǎn)后運(yùn)行安全、可靠。

變電站設(shè)計(jì)人員一定要熟悉各個(gè)廠家保護(hù)裝置的工作原理,掌握典型設(shè)計(jì)規(guī)定,做到知其然和所以然,才能更好地做好設(shè)計(jì)工作。




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