内桥接线变电站主变差动速断保护误动分析

朱 林 陈玉洁

（国网四川省电力公司德阳供电公司，四川 德阳 618000）

内桥接线变电站主变差动速断保护误动分析

朱 林 陈玉洁

（国网四川省电力公司德阳供电公司，四川 德阳 618000）

内桥变电站减少了主变进线开关，在节约设备投资方面有显著成效。但因断路器和电流互感器配置方面的原因，高压侧差动回路由进线开关CT和桥开关CT构成。本文通过对一起主变差动速断保护误动案例进行分析，指出配置存在的问题，并提出改进措施。

内桥；变电站；差动速断；误动

1 案例分析

110kV东北站为典型内桥接线方式，正常运行方式为两条线路对侧合上，本侧一条运行一条热备用，投入110kV线路备自投，本侧线路保护及重合闸退出。

事故前几天，由于运行方式临时调整，改为本侧两条线路合上，对侧一条合上一条热备用。具体运行方式如图1所示［1］。

现场收集到的保护动作情况如下：110kV龙东线181：17ms距离保护I段动作；1号主变保护：18ms差动速断动作；10kV分段备自投：0S全站失压、跟跳进线一（931）、1S合分段（930）。

事故直接造成东北站龙东线181、桥开关130、1号主变低压侧931开关跳闸，龙东线、1号主变、10kV I段失压，随后10kV分段备自投动作合上分段开关恢复了10kV I段电源，未造成负荷损失。

从检查结果来看，东北站1号主变、110kV I母未见异常，试验化验班的油化试验结果也证明该主变内部未发生短路。随后巡线人员发现110kV龙东线上有放弧痕迹，判断此次故障是发生在线路上。

图1 事故前运行方式

由此得出结论：在此运行方式下，龙东线线路上发生了AC短路接地故障，造成了东北站龙东线181保护跳闸、1号主变差动速断跳闸。很明显，龙东线上发生相间故障时，应该由东北站侧181开关距离保护动作切除故障，1号主变差动速断本次属于误动［2］。

2 误动原因分析

从该运行方式接线图不难看出，龙东线上发生故障时，故障电流由九岭站流向东北站110kV II母，再通过分段开关流向110kV I母，最后通过东北站龙东线181开关流向故障线路。从故障电流的路径来看，这似乎和主变没有什么关系。那么此次主变差动为什么会误动呢？

原来，常规接线方式下主变差动CT由各侧开关CT构成，而内桥接线方式下因高压侧无开关和开关CT，为了满足差动保护需要，用分段开关CT、进线开关CT和低压侧开关CT来组成三侧差动。这样仿佛与三圈变差动一模一样，理论上是没有任何问题的，但也与常规接线存在差异，如差动保护范围扩大到了母线。下面让我们回到东北站1号主变跳闸现场。

1#主变差动保护装置动作报告：18ms C相差动速断动作。

根据录波显示，差动电流达到速断动作电流，保护本身并无问题。

在110kV龙东线AC相接地故障时，东北站130#、181#开关流过故障电流，但方向相反，正常情况下，在1#主变差动回路中不应产生较大差流。从故障录波看，故障时龙东线181及分段130的电流采样幅值基本不变，相位基本相反，符合区外故障特点，但分段130的采样值三相均有较大的非周期分量，特在刚短路时的前两个周波C相采样值更是偏移得非常厉害，造成C相差流高于速断定值，引起保护动作。

从录波波形可以看出，龙东线181电流互感器和分段130电流互感器的暂态特性出现了较大差异，使在短路开始的前两个周波出现了较大差流。根据《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）》（国家电网生〔2012〕352号）15.3.7可知，线路两侧或主设备差动保护各侧的电流互感器的相关特性宜一致，避免在遇到较大短路电流时，因各侧电流互感器的暂态特性不一致引发保护不正确的动作。

因此我们认为，导致本次主变差动速断保护动作的根本原因是龙东线181与分段130电流互感器暂态特性的差异。

为了弥补比率差动的不足，一般变压器差动保护除了比率差动外，还配有差动速断保护，即不受制动电流的影响，但为了克服不平衡电流的影响，动作门槛一般设置为4～8倍额定电流（比率差动一般为0.5倍）。

既然差动速断整定为4～8倍额定电流，一般来说可以躲过不平衡电流，那么为什么这次1号主变差动速断保护会动作呢？

原来由于内桥变电站差动保护是按三端设计的，与常规的三圈变压器差动还是有区别，那就是差动保护的保护范围包括了母线，而母线的阻抗值是很小的，主变的阻抗值相对较大，故在短路水平较高时（九东线线路本身较短，对侧九岭站为绵竹地区的主供电源之一，系统阻抗较小），用躲开主变最大不平衡的方法来整定差动速断存在一定问题，但为了确保主变在严重故障时差动保护不拒动，就只能牺牲保护的选择性。

3 得出结论

本次保护误动作是由于内桥变电站主变差动保护的保护范围与常规主变差动范围不一致（差动保护范围扩大到了高压侧母线），在极端情况下（短路水平较高且CT暂态特性不一致）发生的保护误动作，保护本身并无任何问题。

4 改进措施

为了避免此类误动作再次发生，我们要从以下几个方面入手：①将龙东线181及分段130电流互感器更换为相关特性一致的产品，最好更换为同一厂家同一型号同一批次的产品；②更改保护软件，同时将主变高压侧套管CT接入差动保护，但不作为差动量，当套管CT、低压侧CT均无电流或电流很小时，闭锁差动速断，起到防止较大母线穿越电流引起差动速断误动的目的。

［1］李斌，马超，贺家李，等.内桥接线主变压器差动保护误动原因分析［J］.电力系统自动化，2009（1）：99-102.

［2］周红军，何育，陈昊.内桥接线变电站主变差动保护误动和死区问题分析［J］.电工技术，2013（3）：72-73.

Analysis on Maloperation of Differential Quick Break Protection for Main Transformer of Inner Bridge Substation

Zhu Lin Chen Yujie
（Sichuan province electric Power Company Deyang Power Supply Company，Deyang Sichuan 618000）

The inner bridge substation reduces the main transformer inlet switch,and has remarkable effect in saving equipment investment.Because of the configuration of circuit breaker and current transformer,the differential return circuit of high voltage side is composed of CT and bridge switch CT.In this paper,through analysis of a case of maloperation of differential quick break protection of main transformer,the problems in configuration are pointed out and improvement measures are put forward.

internal bridge；transformer substation；dfferential speed breaking；misoperation

TM407

A

1003-5168（2017）12-0141-02

2017-11-01

朱林（1981-），男，本科，工程师，研究方向：变电二次设备检修维护；陈玉洁（1983-），女，本科，工程师，研究方向：地级电网调控技术。