某110 kV变电站1号主变中后备保护越级动作分析

韦广

摘 要：文章主要介绍某110 kV变电站35 kV线路故障引起1号主变中后备保护越级动作分析处理过程。通过对动作报告和录波进行分析，确定原因是35 kV系统母线出线遭受雷击造成瞬时三相短路故障，而线路保护定值与1号主变中后备保护定值失配，导致1号主变中后备保护越级动作跳闸。

关键词：中后备保护；线路故障；变电站

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）30-0080-02

随着电网结构的复杂化，对继电保护定值整定工作提出了更高的要求。在正常方式运行下，保护定值不会有问题，但在特殊运行方式下应重新整定设备定值，才能保障电网安全稳定运行。

2013年5月25日13时10分30秒，天气多云转雷雨，某110kV变电站35 kV××线310开关跳闸后重合闸成功，与此同时，1号主变中后备保护动作跳开35 kV母联300开关、接着又跳开1号主变中压侧301开关，导致35 kV系统失压。

1 现场的检查情况

1.1 故障前运行方式

事故发生前，某110 kV变电站1号主变运行供35 kV系统，2号主变热备用，35 kV母联300开关正常运行，35 kVI、II段母线并列运行，35 kVI段母线带××线311、××线307、××线305、××线303线路运行，35 kVII段母线带××线310线路运行。

1.2 故障经过及处理情况

13时18分，值班员发现35 kV1、2号母线电压为零，35 kV母联300开关、1号主变35 kV 301开关跳闸，立即通知巡检班下站核实情况，调度值班员远方将35 kVI段母线所带××线311，××线307、××线305、××线303间隔开关断开，并从××线310线路倒送电至35 kVII段母线系统，恢复35 kVII母线系统正常供电。

14时50分，巡维人员到站对设备检查，发现35 kV1号母线电压为零，301、311、307、305、303、300开关在分闸位置。35 kVII号母线电压正常，2号主变35 kV中压侧302开关在分闸位置；310开关在合闸位置，随后调度下令将2号主变由热备用转为运行，合上2号主变35 kV中压侧302开关供35 kVII段母线系统出线间隔负荷。

15时40左右，检修人员到站对35 kVI段母线系统设备检查，未发现异常，保护人员对保护装置动作情况检查，1号主变中后备保护与35 kV××线310保护动作，其他保护装置无动作及启动信息，后台监控系统保护动作信息。

35 kV××线310保护装置动作情况：13时10分30秒988毫秒，35 kV××线310开关电流Ⅱ段动作跳闸（动作电流：A相：6.72 A；B相：10.49 A；C相：7.04 A）。

13时10分33秒082毫秒，35 kV××线310开关重合闸动作，重合成功。

1号主变中后备保护动作情况：13时10分30秒219毫秒，1号主变中后备保护装置复合电压保护动作。

13时10分30秒983毫秒，1号主变中后备保护装置复压方向过流一段t1C相动作跳开35 kV 母联300开关。

13时10分31秒286毫秒，1号主变中后备保护装置复压方向过流一段t2C相动作跳开1号主变35 kV侧301开关（动作电流：A相：8.62 A；B相：8.72 A；C相：10.34 A；负序电压：4.96）。

检修人员检查均未发现一次设备短路等异常情况和检查保护无异常动作情况后，向地调申请将35 kV1号母线及线路由热备用转为冷备用状态，对35 kV1号母线三相及35 kV××线303、××线305、××线307、××线311间隔电流互感器用2 500 MΩ摇表进行绝缘测试，绝缘正常。23时，值班员向地调申请试送 35 kV1号母线，试送成功，恢复35 kV1号母线系统正常运行。

2 保护动作情况分析

2.1 保护动作解析

通过录波分析报告及保护动作分析报告可知，13时10分30秒219毫秒，1号主变中后备保护装置复合电压保护动作，故障开始；13时10分30秒983毫秒1号主变中后备复压方向过流一段t1C相动作跳开35 kV母联300开关，但故障未隔离（故障电流A相：8.79 A；B相：8.97 A；C相：10.22 A；AB相电压：44.69 V；BC相电压：39.89 V，CA相电压：33.47 V中后备复压方向过流一段t1段定值9.8 A，0.8 s）；13时10分30秒988毫秒，35 kV××线310保护过流II段动作跳开35 kV××线310开关（故障电流：A相：6.72 A；B相：10.49 A；C相：7.04 A，II段定值7.6 A，0.4 s，重合闸时间2 s，变比300/5），300与310开关是同时跳开，但故障仍然未隔离；13时10分31秒286毫秒1号主变中后备复压方向过流一段t2C相动作跳开35 kV中压侧301开关，故障隔离（故障电流A相：8.62 A；B相：8.72 A；C相：10.34 A；AB相电压：47.68 V；BC相电压：43.66 V，CA相电压：32.89 V中后备复压方向过流一段t2段定值9.8 A，1.1 s，变比600/5），随后，13时10分33秒82毫秒后35 kV××线310保护重合闸出口，重合闸成功但此时35 kVII段母线已无电源。

2.2 故障原因推断

13时10分30秒983毫秒，1号主变中后备保护动作时，1号主变35 kV中压侧301开关流过的最大故障电流约为1 240 A，而35 kV××线310保护过流II动作的电流仅有630 A，而检查当天负荷电流最大不过80 A，因此不存在功率倒向影响保护误动的可能，或推断出除了35 kV××线310线路出现故障外还存在另一個故障点，当35 kV母联300开关跳开后，1号主变35 kV中压侧301开关流过的最大故障电流约为1 268 A，则表明I段母线上的出线间隔还存在有故障，另外从110 kV故障录波器打出的录波报告看出：1号主变中后备复压方向过流一段t1动作跳开35 kV母联300开关后故障电流仍然存在，所以再次中后备复压方向过流一段t2跳开35 kV中压侧301开关，故障电流消失，因此再次表明I段母线上的出线间隔还存在有故障且故障电流存在超过计划1 S以上。

某110 kV变电站35 kVI段母线出线及××线310线路计算出短路电流情况，见表1。

从表1可看出母线不可能存在故障的，仅有线路故障时无法及时隔离才导致越级跳闸，从表1看出35 kVI段所有线路中仅35 kV××线303、××线307存在线路上三相短路故障时，电流可达1 200 A左右。某110 kV变电站35 kV线路过流保护定值整定情况，见表2。

1号主变中后备复压方向过流一段t1动作跳开35 kV母联300开关后故障电流仍然存在，301开关流过的最大故障电流约为1 260 A，可判断出此时故障电流不会超过1 260 A，且时间持续为1.1 S左右；从以表2中可得出仅有35 kV××线307线路存在这种可能，因故障电流未达到I段保护定值，而过流II段时限未到，仅有1号主变中后备保护复压方向过流一段t2跳开35 kV中压侧301开关，才能隔离故障。后与35 kV××线307线路对侧电厂值班员核实厂站端线路保护13时左右时动作跳开了35 kV××线3233开关，但25日23时左右恢复线路供电时线路未发现异常，可判断35 kV××线307线路13时10分时的故障应为瞬时故障。

2.3 小 结

2013年5月25日13时10分30秒左右35 kV××线310线路、××线307线路同时遭受雷击造成三相短路，35 kV××线310线路保护正确跳闸且重合成功，但由于此时35 kVII段母线已失压，帮无法恢复线路正常供电。35 kV××线307线路保护因故障电流未达过流I段电流定值，也未达过流II段动作时限而未动作，無法隔离35 kV××线307线路故障，而此时1号主变中后备保护复压方向过流一段t1满足动作条件跳开35 kV母联300开关，因35 kV××线307线路是挂在35 kVI段母线上运行，故障依然存在，1号主变中后备保护复压方向过流一段t2满足动作条件跳开35 kV中压侧301开关，将故障隔离，造成了35 kVI、II段母线系统失压。

3 暴露的问题及防范措施

①某110 kV变电站35 kV××线307线路保护整定不合理，过流II、III段定值一样无选择性，对管辖的变电站35 kV线路保护定值重新梳理，要确保定值满足继电保护的“四特性”要求。

②某110 kV变电站35 kV××线307线路保护与1号主变中后备保护定值失配，过流II动作时间大于1号主变中后备保护复压方向过流一段动作时间，要根据《3～110 kV电网继电保护装置运行整定规程》要求，对线路保护与主变保护定值进行重新核算。

参考文献：

[1] 李梅兰，卢文鹏.电力系统分析（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2] 张保会，尹项根.电力系统继电保护（第二版）[M].北京：中国电力出版社，

2006.