JLT 二级水电站1 号主变B 套误动事故分析及处理对策

张其生

（新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆 伊犁 835000）

0 引言

主变在电力传送过程承担着能量传送转化核心的角色[1]。为满足用户日益复杂的应用需求，现状变电厂主变压器大多采用主后一体化[2]变压器保护方案，且具有变斜率比率差动保护特性，可合理整定起始斜率和最大斜率定值，能够在区内故障时保证最大灵敏度，在区外故障时能够躲过暂态不平衡电流；同时利用各侧相电流波形判断CT 饱和，以避免在CT 饱和时差动保护误动。原则上，现状主变压器保护不会发生误动事故，但实际运行过程中，主变设备安装及调试错误、差动速断定值计算误差[3]等工况，均会引起变压器在正常运行、区外故障系统短路故障切除[4]等情况下发生差动保护误动事故。故本文以JLT 二级水电站为例，对其1 号主变B 套误动事故过程进行分析。

1 事故描述

1.1 事故电网运行方式

JLT 二级水电站1 号主变运行方式见图1。

图1 某二级水电站1 号主变运行方式

1.2 主变压器差动保护设备

JLT 二级水电站1 号主变压器采用PCS-985T 系列电厂变压器保护装置，采用主后一体化的方案完成一台变压器所需要的全部电量保护，采用变斜率比率制动曲线确保比率差动保护，见图2。

图2 比率差动保护动作特性

图中：Icdqd为稳态比率差动起动定值；Icdsd为稳态比率差动速断定值；Id为差动电流；Ir为制动电流；Ie为变压器额定电流；n 为最大斜率时的制动电流倍数，固定取值为6；Kbl1为起始比率差动斜率，定值范围为0.05～0.15，一般取值0.10；Kbl2为最大比率差动斜率，定值范围为050～0.80，一般取值0.70。

为避免区内严重故障时CT 饱和等因素引起的比率差动延时动作，JLT 二级水电站1 号主变压器所采用PCS-985T 系列电厂变压器保护装置设有一高比例和高起动值的比率差动保护，只经过拆电流二次谐波或波形判别涌流闭锁判据闭锁，利用其比率制动特性抗区外故障时CT 的暂态和稳态饱和，在区内故障CT 饱和时也能可靠正确快速动作，高值比率差动保护动作特性见图3。

图3 高值比率差动保护动作特性

1.3 事故情况

2019 年08 月10 日04 时25 分，该二级水电站1 号主变B套差动保护动作，1 号主变高压侧2201 断路器、1 号主变出口1001 断路器、2 号机组出口1002 断路器、厂用电分支10K1 断路器跳闸，主变停运。10 kV 厂用电坝区出现1013 线路保护装置电流速断保护动作，10 kV 厂用电坝区出现1013 断路器跳闸。

2 误动故障排查及分析

2.1 保护动作

1）10 kV厂用电坝区出现1013 保护装置电流速断保护动作，动作电流59.91 A（电流速断定值：54.4A、0 s、CT变比50/5A）；

2）1 号主变B 套保护主变差动动作，动作差流2.822 A；

3）10 kV 厂用电电抗器分支保护装置仅有启动未动作出口（电流定值：0.51 A、2.8 s、CT 变比2000/1A）。

2.2 排查分析

1）通过对保护动作信息及故障录波信息收集及汇总分析可知：初步确认是因10 kV 厂用电1013 线路出现短路故障，导致厂用电10 kV1013 线路出现电流速断保护动作，同时1 号主变B 套差动保护误动作出口跳闸。

查询公司资料文件记录得知：2019 年4 月10 日公司生产技术部给某枢纽管理处去停电计划检修函，安排对该二级水电站外送1013 线路（坝区）、1020 线路进行维护检修。某枢纽管理处复函坝区供电现不能中断，故公司只完成1020 线路维护检修工作，1013 线路（坝区）维护检修工作未开展。

为排查1013 线路（坝区）短路故障，公司安排对厂用电10 kV 坝区1013 线路进行巡线检查，确认在线路上去生活区的0616 号电杆电缆头A、B 相有短路烧焦痕迹，检查发现0616 号电杆跌落保险丝违规使用8 mm2铝丝代替，且线路坝区线0616 号杆处两侧电缆头未采取有效密封，发生短路故障时8 mm2铝丝未熔断，造成线路短路故障。

2）对1 号主变A、B 套差动保护电流回路检查，且重点检查了10kV 厂用电电抗器分支电流回路。排查结果：1 号主变B套差动保护因电流二次回路接线、CT 极性错误而导致误动；检查确认1 号主变A 套差动保护电流回路接线、CT 极性正确；检查确认10 kV 厂用电电抗器分支保护装置仅有启动未动作出口（电流定值：0.51 A、2.8 S、CT 变比2000/1A）。

3）对1 号主变B 套差动保护定值进行全面检查，通过加量试验配合，重点检查CT 变比设置、差动保护定值、各支路CT 功能定义及差动保护CT 选择等定值项，检查结果见表1。

表1 某二级水电站1 号主变系统定值

由表1 可知，主变差动保护厂用电抗器分支电流CT 变比整定与实际厂用电抗器分支电流接入装置回路的物理位置不一致，即实际电流回路及通道定义为厂变侧CT 变比，定值单要求在主变低压侧3 分支CT 整定为2000/1A，而实际厂变侧CT变比整定为0/1A，变比整定设置错误，应将厂变侧CT 变比整定由0/1A 改为2000/1A。

而实际操作中，运行人员对10kV 线路断路器1013 线路保护装置第一次跳闸后，未仔细检查保护信息再次合闸强送电导致1 号主变B 套误认为为区内故障动作（误动作），而A 套未动作为正常现象。

3 整改措施

1）及时对外送1013 线路（坝区）0616 号电杆故障更换熔丝进行抢修，回复坝区用电，并去函枢纽管理处协调合适时间对厂用电10 kV 坝区1013 线路进行巡线检查。

2）对主变制定保护定值计算进行复核自查，对错误设定参数进行修改。

3）安排专项培训，加强运行人员故障分析及处理能力。

4 总结

伴随世界科学技术的迅猛发展，现状变电站管理已逐步走向数字化和智能化，变电站运行可靠性增强。但各类主变保护误动事故的发生，仍要求在变电站管理上不能松懈，应严控电厂生产准备、保护调试及工程管理环节，严格执行定值整定计算、校核、审批及定制单制度，加强变电线路的日常维护检修工作。此外，应采取措施提高运行管理人员的应急处理能力，当误动发生时，应根据现场情况、故障报文[5]及保护动作，分析主变保护设备的动作逻辑，准确找到保护装置误动的真实原因。