电厂220kV母线失压事件保护动作分析

珠江电厂 唐煜安

从控制室至220kV 开关站地面敷设的测试线由于安全措施不到位，受阵风影响摆动与开关站220kV 母线安全距离不够，加上天气潮湿原因，220kV 母线通过测试线对控制室窗台放电，造成220kV 母线接地故障。

1 故障情况介绍

某电厂220kV 母线接地故障前运行方式如图1所示，220kV 母线1M、2M、5M、6M 母线合环运行，珠乌乙线4237、#1变高、#1启备变运行于1M 母线，珠鱼乙线2713、#2变高运行于2M 母线，珠鱼甲线2310、#3变高运行于5M 母线，珠乌甲线4236、#2启备变、#4变高运行于6M 母线。故障后某电厂220kV1、5M 母线上所挂开关全部跳开，220kV1、5M 母线失压。

经现场检查确定故障点在分段20 15开关和2015CT A 相之间的管型母线上，故障点如图1所示，主要是220kV 管型母线对控制室铝合金窗台放电所致。10时33分58秒764毫秒，220kV 5M、6M 母线主一和主二保护同时动作跳开5M 母线上运行开关2310、2203、2056及2015开关，珠鱼甲线主一保护装置931发远跳至对侧，失灵保护装置923启动，111ms 后220kV 1M、2M 母线主二保护动作跳开1M 母线运行上开关4237、2201、2211及2012开关，珠乌乙线主一保护装置931发远跳至对侧，失灵保护装置923启动。180ms 后故障完全隔离，220kV1、5M 上所挂开关全部跳开，220kV1、5M 母线失压。

图1 某电厂220kV 运行方式及故障点简图

2 保护动作情况分析

2.1 母线保护动作分析

某电厂220kV 1M、2M,5M、6M 母线保护配置相同，主一保护采用南瑞继保RCS-915AS 型保护，主二保护采用许继电气WMH-800型保护。主一保护定值：差动高值6A，差动低值5.4A，母联失灵定值0.8A、0.2s；主二保护定值：大差7.5A，小差6.7A，母联失灵定值0.8A、0.2s。

220kV 5M、6M 母线主一、主二保护动作报告显示，故障发生时5M、6M A 相电压跌落至4V，大差A 相差流、5M A 相差流达到36kA（二次值72.27A），可判断220kV 5M 发生区内A 相接地故障，主一、主二差动保护动作跳开5M 运行开关（2203、2310、2015、2056开关），并启动分段2015失灵；66ms 时5M 全部运行开关跳开，电压消失，与系统隔离。但动作报告显示此时大差A 相差流、5M A 相差流未消失，幅值略有减小，证明故障并未隔离。

进一步查看220kV 分段2015开关电流录波图（图2），发现分段2015开关跳开后A 相故障电流未消失反而增大。结合现场一次设备及故障点的检查结果可以判断,在220kV 分段2015开关与CT 之间发生A 相接地死区故障，220kV 5M、6M 母线主一、主二保护正确动作，但故障仍然存在。

图2 220kV 系统故障录波图

220kV 1M、2M 母线主一、主二保护动作报告显示，主一保护启动未动作，主二保护差动保护动作跳1M 开关（4237、2201、2211、2012、2015开关），180ms 220kV 1M 失压，故障与系统隔离。某电厂220kV 1M、2M 母线主一保护采用南瑞继保RCS-915AS 型母线保护，该型号保护未配置分段死区逻辑[1]，分段死区故障需通过分段失灵功能切除故障，分段失灵动作需经过“母联失灵时间定值Tmsl”，该定值整定为0.2s，220kV 5M、6M 母线主一保护动作后启动分段2015失灵，220kV 1M、2M 母线主一保护23ms 分段失灵启动，由于故障在180ms已隔离，不满足动作条件，故分段失灵保护可靠不动作，主一保护动作行为正确。动作报告见表1。

表1 故障后220kV 母差主一装置开入量状态

220kV 1M、2M 母线主二保护采用许继电气WMH-800型母线保护，分段死区处理逻辑为：母联、分段开关引入开关跳闸位置TWJ，当识别到跳闸位置TWJ 变位后经50ms 延时封锁对应开关电流，不参与差流计算[2]。220kV 5M、6M 母线主二保护正确动作后，66ms 分段2015开关跳开，220kV 1M、2M 母线主二分段死区启动，经50ms延时封锁2015开关电流，母线主二保护满足动作条件，保护正确动作跳220kV 1M 隔离故障。

图3 220kV 母差主一、主二保护动作时序图

图4 220kV 珠鱼甲线、珠乌乙线保护动作时序图

220kV 5、6M 母线主一和主二保护正确动作，220kV 1、2M 母线主二保护正确动作。根据220kV母线主一保护、主二保护动作报告、220kV 系统故障录波器录波图，按时间先后顺序绘制了保护动作的时序图，如图3所示。

2.2 线路保护动作分析

故障发生后，珠鱼甲线、珠乌乙线间隔由母线保护动作启动跳闸回路跳开关，同时发跳闸信号至对侧启动对侧线路保护装置。珠鱼乙线、珠乌甲线间隔保护装置监测到电流突增超过启动值正常启动，未动作出口跳闸。根据线路保护装置原理[3-4]，珠鱼甲线、珠乌乙线保护装置动作报告中收发信，失灵启动，开关位置变位情况，220kV 系统故障录波图故障电流电压变化情况，结合线路对侧提供的保护动作报告，按时间先后顺序绘制了保护动作的时序图，如图4所示。

综上，汇总收集故障过程中母线保护、两侧线路保护动作报告及故障录波器情况，结合保护装置动作原理，全面分析、合理推论，判断保护装置动作正确。保护动作时序图有助于更清晰地分析梳理保护动作过程，适用于故障分析。