试析220kV母线差动保护动作事故原因及改进策略.docVIP

精品论文 参考文献 试析220kV母线差动保护动作事故原因及改进策略 孙磊 　　(国网新疆电力公司哈密供电公司 839000) 　　摘 要：近些年来，微机母线差动保护在电力系统中的应用越来越广泛。结合系统运行的需要以及操作的特点进行考虑，我国220KV变电站高压母线主要采用的接线方式为双母线。其中，母线开关通常会进行电流互感器的装设，电流互感器的数目为一组或者二组。母线开关与母联电流互感器的部位，虽然出现“死区”的概率较小，然而一旦出现故障，将造成重大的失压事故。本文就220KV母线差动保护动作事故原因及改进措施进行探讨与分析。 　　关键词：220KV变电站；母线差动保护；问题；措施 　　出于电力系统运行的需要以及实际操作的方便，微机母线差动保护在我国电力系统中的应用十分广泛。然而，母线差动保护的应用过程中，如果未对母联死区进行有效的保护，将产生死区故障，造成失压事故，给电力企业造成巨大的负荷损失。因此，对220KV母线差动保护动作事故原因及改进措施进行探讨与分析，具有十分重要的现实意义。 　　一、母线差动保护装置工作原理分析 　　通常设置大差与小差对双母线系统的母线差动保护装置进行保护，大差是不包括母线及分段在内的母线上各元件形成的差流，小差是各母线上全部元件形成的差流。大差是起动元件，能够对母线区的内外故障进行明确；小差是故障母线元件的选择。就母联并列运行出现死区故障而言，如果母联开关接点位置分离，再结合主接点和辅接点的时间先后进行考虑，也就是封母联电流互感器，那么另一段母线母差能够将故障排除。 　　二、保护动作行为分析 　　以某220KV变电站失压事故为例，其死区故障发生在220KV站母线的开关相，在刚发生故障时大差与母线差都存在差流。故障电流有效值大概为21.3kA，已经达到母线差保护差流的定值。故障持续时间在40ms后，I母差动保护首先作出反应，使挂I母运行的各个间隔开关断开。 　　40ms后因为母联B相的故障电流依然存在，但是母联开关已经处于断开状态，基于保护角度，可明确母联开关与电流互感器之间存在死区故障的发生。这时，当I母小差动作以及母联开关断开之后，故障还是存在不返回的大差电流，但是母联电流互感器仍然有电流的存在，II母得出的故障电流有效值是14.3KA，在大概98ms时母差保护经过判断发生母联死区故障，BP-2B按照母联开关的状态持续时间达50ms封母联电流互感器，此时I母小差电流不存在，II母存在差流，195ms时II母小差动作断开挂II母运行的全部间隔开关，从而使故障完全消除。 　　三、母线差动保护动作事故的原因分析 　　基于继电保护的视角，不管是理论分析，还是结合数据进行证明，最合理的答案是母联死区出现故障而导致事故的发生。但是，却不能使外在的表面问题得到解释。开关外部的放电痕迹较为明显，表明存在接地故障，但是故障的发生部位却不是死区，应该属于母线故障的范围之内。因此，保护动作属于一种意外动作。基于不同的专业视角，将出现两种差异明显的结论，其也是问题的重点。按照求真务实的原则，基于检修与继电保护的角度进行调查与分析，对事故发生的真正原因进行探析。 　　（一）继电保护角度的调查开展 　　第一、对值班记录进行调查。 故障时段变电站不存在任何操作，使工作人员的操作失误可能被排除。第二、对全部间隔装置定值和保护定值单进行核对，发现结果不存在问题。第三、对母线保护的外部电压、电流回路的接线进行检查，判断其端子接触是否良好。第四、检查的母差电流互感器一点接地良好，与相关标准相符。第五、测试母线保护的电流互感器回路和二次回路的绝缘性，结果表明与相关标准相符。第六、开展故障模拟试验对保护装置进行检测，保护动作行为无明显异常，结果表明保护装置不存在问题。 　　（二）检修角度的调查分析 　　检修人员选取母联2250开关三相气室内SF6气体的成分进行分析，结果表明B相开关气室气体中，有氟化亚硫酰及二氧化碳成分的存在，并且含量较高，这些成分是强电弧放电拉弧时SF6气体分解物。经过分析，表明开关内部曾有严重放电现象的发生。变电部门通过解剖开关，对事故的原因进行深入分析。在分解开关后，发现开关B相内部中的灼烧痕迹十分明显，并且有大量灼烧物的存在。因此，可以得出结论，故障情况为母联2250开关B相主导体对金属外壳进行放电。因为故障电流较大，部分电流经过B相开关构架进入地网当中，其他部分则经过开关气动机构储压罐的连接管通过A相以及B相开关构架进入地网。在三相开关中开关构架和气动机构储压罐的连接部位，由于焊接面积不够，在大电流经过时，导致灼烧现象的发生。 　　三、母线差动保护的改进措施 　　本文举例的变电站中母联电流互感器采用的是单电流互感器接线的形式，电流互感器在I母小差与II母小差电流回路中同时接入。在出现死区故障情况时，凭