330 kV线路电抗器匝间保护误动作原因分析

周少兵

（安康水力发电厂，陕西 安康 752000）

330 kV线路电抗器匝间保护误动作原因分析

周少兵

（安康水力发电厂，陕西 安康 752000）

1 概述

安康水力发电厂的总装机容量为4×200 MW+ 1×5.25 MW，主要担负着系统的调峰、调频和事故备用任务。电厂发变组采用单元接线方式，主接线采用双母接线方式(通过母联断路器使2组母线并列运行)。安康电厂电气一次主接线示意如图1所示。

图1 电气一次主接线示意

2006-05-20，出线3(安喜线)投运。在安喜线安康电厂侧并联3台单相330 kV 1号电抗器，电抗器型号为BKD-2000/300，作用是无功补偿。安喜线投运启动前按照要求对330 kV 1号电抗器安装2套保护，一套为南瑞厂生产的RCS-917B型电抗器保护，另一套为许继厂生产的WKB-801型电抗器保护。

2013-07-03，安喜线发生A相单相接地故障，线路保护正确动作跳开故障A相开关，此时却发生线路电抗器匝间保护动作出口，跳开线路三相开关并闭锁重合闸，造成线路停电。

2 跳闸前运行方式

110 kV、330 kV双母线按固定接线方式运行，1F带180 MW负荷，2F带180 MW负荷，3F带184 MW负荷，4F带186 MW负荷，跳闸前机组总出力为730 MW，330 kV 3条线共送出功率650 MW，供出线3(安喜线)，110 kV大南线、安蒿线、安紫线运行。

3 跳闸经过

2013-07-03T14：11，安喜线“光差保护”动作、“高频距离保护”动作、“电抗器保护装置Ⅱ”动作，3306开关跳闸。检查各保护装置发现：安喜线光差保护WXH-803液晶屏显示，纵差出口，故障测距为71.99 km，差动出口时间为21.66 ms，盘面TA红灯亮，保护录波图显示故障A相差动电流为1.71A(对应一次值2 052A)；安喜线高频距离RCS-902B液晶屏显示， 纵联零序方向，纵联距离动作，故障测距为74.3 km，零序方向出口33 ms，纵联距离出口53 ms，盘面TA红灯亮，保护录波图显示故障相电流为2.52A(对应一次值3 024A)，故障零序电流1.91A(对应一次值2 292A)；安喜线RCS-923型辅助保护装置显示，A相失灵启动，A相过流红灯亮，CZX-12操作箱盘面TA、TB、TC灯亮；电抗器保护WKB-801液晶屏显示，CPU1匝间保护动作，CPU2匝间保护动作，动作出口时间为107 ms，跳闸灯亮；电抗器保护RCS-917B型装置上显示，匝间保护启动，但没有出口，远跳保护Ⅱ远方信号传输装置CSY-102A发令2、发令3红灯亮。

此外，330 kV线路故障录波器图显示，安喜线A相电流明显增大，最大故障电流瞬时值为4.2A(对应一次值5 040A)，且330 kV母线I母、II母A相电压降低。

16：06，依省调令，330 kV安喜线强送电成功，一、二次设备检查无异常。

4 原因分析

4.1 保护动作评价

事故发生后，运行人员对330 kV电抗器外观进行检查，发现无异常。由故障测距71.99 km(安喜线路全长75.7 km)初步分析认为，330 kV安喜线路发生区内A相接地故障，安喜线光差保护WXH-803装置、高频距离RCS-902B装置动作正确，3306开关A相跳闸。电抗器保护WKB-801装置匝间保护107 ms动作出口，跳开3306三相开关，安喜线投单相重合闸方式，开关三跳不重合，同时启动远跳保护信号传输装置CSY-102A发信，跳开线路对侧三相开关。分析认为WKB-801装置匝间保护属于保护误动作。

4.2 WKB-801装置匝间保护原理

高压并联电抗器采用分相式结构，因此电抗器的主要故障形式为单相接地或匝间短路。该装置采用比幅式零序方向原理构成的匝间保护。

电抗器匝间保护动作方程为：

式中：3U0为TV自产零序电压；

3I0为电抗器首端TA自产零序电流；

XL0为电抗器零序电抗；

XS0为系统零序电抗。

当装置取自母线电压时，线路发生单相接地故障，保护切除故障后，装置三相电压恢复正常，此时线路非全相运行，装置有零序电流，无零序电压。由电抗器匝间保护动作方程可知，当3U0＝0时，电抗器保护的动作量

4.3 误动作原因

根据WKB-801电抗器保护配置说明书的规定，匝间保护电流输入量应取自电抗器首端TA，电压量应取自电抗器首端母线TV。电抗器首端母线TV是指最靠近电抗器的安喜线路电压互感器。2006-05-20，330 kV 1号电抗器保护WKB-801型保护安装时，保护施工人员没有按照设计要求配线，误将电抗器匝间保护电压量取自330 kV母线电压互感器TV，误认为安康水力电厂高压线路上的主保护电压量均取自330 kV母线电压互感器TV，线路电压互感器只用于开关同期回路，所以就把电抗器保护中的匝间保护电压量接线接到母线电压互感器上，即误接线。

5 整改及防范措施

(1) WKB-801装置匝间保护暂时退出运行。另一套南瑞厂生产的RCS-917B型电抗器匝间保护因其电压也未按要求接自线路TV，在线路非全相运行时也存在误动的可能，电抗器匝间保护亦暂时退出运行。在2套装置匝间保护退出的情况下，应确保电抗器非电量重瓦斯保护投入运行，并加强电抗器油色谱监视，加强对其温度的检查与巡视。

(2) 按照保护设计要求将电抗器WKB-801型保护装置中的电压量接入由330 kV母线TV电压改接至安喜线路TV电压。

(3) 将南瑞厂生产的电抗器保护RCS-917B型装置，也按照保护设计要求将装置电压量接入由330 kV母线TV电压改接至安喜线路TV电压。

(4) WKB-801电抗器保护没有相阻抗辅助判据功能，不能保证线路在暂态情况下电抗器匝间保护不误动。应将WKB-801型电抗器保护升级为WKB-801A型保护，A型的相阻抗辅助判据可保证线路暂态过程中匝间保护不误动作。

(5) 加强对继电保护人员的安全技术培训，提高其技术素质和责任心，严肃技术纪律。国家电网公司《电力安全工作规程》规定：继电保护及安全自动装置的二次回路变动时，应按照经过审批后的图纸进行。《继电保护现场标准化作业管理规定》明确指出，任何工作人员不得私自更改保护装置二次回路接线。这些规定应严格执行，以防止继电保护人员发生误碰、误接线、误整定等人为责任事故。

2013-09-02。

周少兵(1972-)，男，工程师，从事电厂运行工作。