220 kV变电站PT事故及母线保护误动事故分析

邱勇仁

（山东钢铁集团日照有限公司，山东 日照276800）

1 事故经过

2017年6月，某220 kV变电站进行送电操作时，220 kV#1A母线电压互感器发生设备故障，造成PT所在的气室防爆盘启动，线路纵联差动、母线大差、小差动作，变电站送电停止。

该220 kV变电站220 kV母线采用双母双分段接线方式，送电时铁钢线通过213-2刀闸连在2A母线，220 kV#1A、#2A、#1B、#2B 母线经母联 200A、200B、分段 21F、22F开关并列运行，18时03分08秒，220 kV变电站铁钢线，#1A、#2A母线充电过程中，#1A母线PT B相闪络故障，A母线两套母线保护（SGB750、BP-2CS）母差动作、铁钢线两套线路保护（RCS-931AMV）纵联差动动作，跳开铁钢线213、母联200A、分段21F、22F开关。变电站电器主接线图见图1。

图1 变电站电气主接线

220 kV GIS室出现烟雾，变电站#1A母线电压互感器防爆盘释放，出现电压互感器内部烧毁，二次设备室220 kV电压分配屏内N600接地线出现烧灼现象，110 kV电压分配屏内N600接地线烧毁现象。

2 事故调查及原因分析

2.1 事故调查报告

该变电站现用220 kV母线电压互感器为苏州阿尔斯通产品，共4组，型号为B105-VT6，此次出现事故的设备为#1A母线电压互感器（B相、C相）。经现场调查，主要有以下问题：1）装订成册的出厂试验报告缺少#1A母线电压互感器B、C相资料，无法保证该互感器是否属于合格产品；2）检查发现#1A母线电压互感器B相高压尾接地螺丝有松动现象且无锁紧标识，检查其他两相均紧固并有锁紧标识；3）#1A母线电压互感器发现烧灼的现象，B相、C相有放电痕迹，且B相二次中性点避雷器被击穿，经技术人员检查，该避雷器对地连通；4）变电站铁钢线电流互感器极性与对侧变电站不一致，区外故障导致线路差动保护动作；5）220 kV第一套母差SGB750正确动作，第二套母差BP-2CS扩大了事故范围。

2.2 事故原因分析

1）PT设备故障。由于#1A母线B相电压互感器高压尾部接地松动造成系统谐振过电压，一次绕组对外壳接地短路，高压窜入二次互感器绕组，造成电压互感器烧坏，是导致本次事故的主要原因。电压互感器B、C相出厂试验报告缺少，无法保证该互感器是否属于合格产品。

2）线路差动保护动作。220 kV母线PT故障接地为线路差动保护区外故障，经核查该变电站220 kV铁钢线213开关保护CT极性与接线为P1朝向母线，P2朝向线路，二次接线S3出S1入，与对侧变电站不一致，导致区外故障线路差动保护动作。

3）第二套母差BP-2CS扩大了事故范围。经查阅保护说明书，两套母差保护对母联、分段保护CT极性要求不一致，图纸设计时未考虑两套不同的要求，CT极性相同，导致第二套母差扩大事故范围。

图2为第一套保护装置SG B750双母线双分段的接线形式，各电流互感器极性按下列规定安装：母联1的CT极性端在Ⅰ母侧；母联2的CT极性端在Ⅲ母侧；分段1的CT极性端在Ⅰ母侧；分段2的CT极性端在Ⅱ母侧；其他所有连接单元的CT极性端在母线侧。

图2 SG B750双母线双分段的接线形式

用于双母线双分段的整套母线保护的配置特点如下：设置有I母小差、II母小差、III母小差、IV母小差、大差A和大差B，各小差根据运行方式字分别计算，大差则取相关两段母线的所有连接单元（不包括母联1和母联2）的电流进行计算。在I母小差中，“+”母联 1电流，“+”分段 1电流；在 II母小差中，“-”母联 1 电流，“+”分段 2 电流；在大差 A 中，“+”分段 1 电流，“+”分段 2 电流；在 III母小差中，“+”母联 2电流，“-”分段 1电流；在 IV 母小差中，“-”母联2电流，“-”分段 2电流；在大差 B 中，“-”分段 1电流，“-”分段 2 电流。

保护装置SG B750的断路器失灵起动后，出口跳闸逻辑见图3。若I母连接单元故障并失灵，则以t1延时跳母联1和分段1；以t2延时跳I母所有断路器；若II母连接单元故障并失灵，则以t1延时跳母联1和分段2；以t2延时跳II母所有断路器；若III母连接单元故障并失灵，则以t1延时跳母联2和分段1；以t2延时跳III母所有断路器；若IV母连接单元故障并失灵，则以t1延时跳母联2和分段2；以t2延时跳IV母所有断路器。

图3 保护装置SG B750的断路器失灵出口跳闸逻辑

第二套保护装置BP-2CS的双母线双分段的接线形式见图4。各支路CT的极性端必须一致；装置默认母联的CT极性同II母上的支路，分段1和分段2的CT极性同各支路CT的极性。

图4 BP-2CS的双母线双分段的接线形式

由于双母线双分段接线支路数较多，BP-2CS微机母线保护装置一般考虑用两套装置配合实现各段母线的保护。各电流互感器极性按下列规定安装；母联1的CT极性端在II母侧；母联2的CT极性端在IV母侧；分段1的CT极性端在Ⅰ母侧；分段2的CT极性端在Ⅱ母侧；其他所有连接单元的CT极性端在母线侧。

与双母线保护不同的是，装置在分段单元跳闸出口时，同时输出一副“启动分段失灵”输出接点，分别接入对侧装置分段单元的“分段三相跳闸启动失灵开入”，实现分段失灵保护或死区故障保护。对侧装置也相同。

装置经失灵电流检测，失灵复合电压闭锁判据，按可整定的“失灵保护1时限”跳开联络开关，“失灵保护2时限”跳开该母线连接的所有断路器。断路器失灵保护与母线差动保护共用跳闸出口。保护装置BP-2CS的跳闸逻辑见图5。

图5 保护装置BP-2CS的断路器失灵出口跳逻辑

3 整改措施

一次设备：要求厂家尽快提供合格的电压互感器至现场，对现场其余的电压互感器高压尾接地螺丝进行检查，确保其余高压尾接地螺丝紧固并有锁紧标识。CT极性及二次接线：线路CT极性和对侧的供电公司的出线侧进线一致并通回路；对变电站站内所有电流互感器极性及二次回路进行调整，确保极性正确；220 kV线路、主变保护相关CT极性调整为母线指向线路，220 kV母联、分段CT极性亦根据220 kV两套母差保护不同要求进行接线调整。

4 整改后的检验措施

回路通压和一次系统通流的方式进行检验，具体措施如下：1）PT二次回路：对站内所有PT二次回路进行通压试验，确保事故后PT二次回路无短路或元件故障。2）一次系统回路通流试验：按照一次接线图1，待用I线合上接地刀，合上分段一，合上母线所带的一回出线的相关开关及接地刀，形成一个回路以后，在待用I线接地刀通过大电流发生器施加一个电流值，检验母线差动的各回路的差流及差动动作情况。所有的回路均按照此方法进行验证。

通过对电压二次回路通压和一次系统通流的方式进行检验，全面模拟了送电后的各类情况，确保了电压回路、各回路CT极性的正确，提高了全站的运行稳定性，为全站的安全运行提供了保障。