110kV某变电站2号主变中压侧开关动作跳闸分析

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  [摘要]:在日常运行工作中,当发生设备主开关或上一级开关跳闸,我们一般认为是开关故障及保护拒动造成越级跳闸或该开关保护误动,随着技术不断发展,我们对设备运行工况的检测手段也越来越丰富,现对某110kV变电站6月23日17:28:03发生2号主变352开关跳闸进行分析,以提高变电运行人员对故障分析及判断能力。
  1 故障前运行方式
  110kV某变电站2号主变352开关跳闸前运行于35kVⅡ段母线,带35kV全部负荷,当时352开关有功P为-17.09MW,无功Q为-3.42MVar。35kV甲线353开关、乙线354开关、丙线356开关运行于35kVⅡ段母线上。35kV其余间隔均不运行。跳闸时,当时气候条件为雷雨大风恶劣天气。
  2 故障发生经过
  06月23日17:28:03该110kV变电站2号主变中压侧后备保护复压过流Ⅰ段动作,跳开变电站2号主变352开关,故障报告显示故障电流为6.68A(二次值),故障相别为A、C相。同时35kV丙线356开关保护于17:28:01发生过流Ⅰ段动作,17:28:03重合闸动作,故障电流为30.41A(二次值),故障相别为A、C相。
  3 设备保护定值
  3.1 110kV变电站2号主变352开关保护定值为:
  复压过流Ⅰ段定值:一次值:1450A,二次值:5.8A;动作时间:0.3S;CT变比:1250/5。
  3.2 35kV丙线356开关保护定值为:
  过流Ⅰ段定值:一次值:1200A,二次值:20A;动作时间: 0S;重合闸动作时间:1.5S;CT变比:300/5
  4 故障动作分析
  4.1 由OPEN-3000 SVG系统可看出跳闸前2号主变352开关负荷电流为279.2A,甲线353开关负荷电流为125.1A,乙线354开关负荷电流为108A,丙线356开关负荷电流为48.6A,由此可以判断出2号主变352的负荷电流约为甲线353开关、乙线354开关、丙线356开关负荷电流的总和。
  4.2 由故障录波器打印的录波图显示17:28:01时刻,2号主变352开关出现故障电流,相别为A、C相,故障电流为6.237A,持续时间为88ms,随后故障电流消失。这一时刻丙线356线路保护发生过流Ⅰ段动作,故障电流为30.41A(二次值),相别为A、C相。所以2号主变352开关出现故障电流是因为丙线356线路有A、C相短路造成的,同时丙线356开关也确实跳开,使得2号主变352开关故障电流消失。
  4.3 由故障录波图分析看出2号主变352开关第一次故障电流消失后经过1732ms第二次故障电流再次出现,此次故障电流为6.68A,故障相别为A、C相,持续时间为396ms。达到2号主变352开关复压过流Ⅰ段定值(5.8A;0.3S)动作值,跳开2号主变352开关。
  4.4 丙线356开关重合闸动作时间为1.5s,与故障录波图显示的两次故障电流间隔时间1732ms相吻合(机构、保护装置反应时间导致了有232ms的误差)。因此可以判断丙线356开关重合闸动作,丙线356开关确实合上,同时合上后的丙线356开关没有再次跳闸,2号主变352开关第二次故障电流也是因为丙线356线路有A、C相短路故障造成的。
  5 2号主变352开关跳闸原因分析
  5.1 丙线356开关CT饱和导致二次电流未能正确反映。由丙线356保护装置报文看出第一次故障电流为30.41A折合成一次为1824.6A。而2号主变352开关感受到的故障电流为6.237A折合成一次为1559A,除去当时的负荷电流我们可以反推计算出当时的丙线356线路故障电流应为1326A。也就是说丙线356保护装置显示的故障电流与我们反推计算的实际故障电流有498A的误差。
  5.2模拟试验。为了验证分析结果正确性,保护班在当晚就申请将35kV丙线356开关转为冷备用,进行了保护传动实验,试验结果正确。在加入模拟故障电流时最高加入35A,装置显示34.87A。在第二天保护班申请将2号主变转冷备用对2号主变中压侧后备保护进行了保护传动试验,2号主变352开关传动试验结果也正确。所以可以排除保护装置采样不准的原因,由此可以怀疑丙线356开关的CT在故障时存在着饱和现象导致CT不能正确反映出故障电流。
  5.3 丙线356开关重合后,2号主变352开关感受到的故障电流6.68A折合成一次为1670A,大于第一次故障时的故障电流。倘若此时丙线356开关CT因饱和而导致了二次电流不能正确的反映到保护装置上,则可能会出现此时的丙线356线路保护装置判断无故障而不去跳闸,最终由2号主变352开关动作跳闸,切除故障。
  5.4 故障电流与负荷电流之间存在巧合使得丙线356开关未跳闸,而352开关跳闸。根据当时的负荷电流,我们可以反推计算出丙线356开关第一次跳闸时线路故障电流应为1326A,在丙线356开关重合上的时刻可能存在着故障依然存在但未达到1200A(356过流Ⅰ段定值),当时的天气是雷雨大风恶劣天气,35kV其余运行间隔恰巧有某條35kV线路存在轻微的短路故障,正常的负荷电流和故障的电流相叠加达到了2号主变352开关的复压过流定值。而由于2号主变352开关复压过流Ⅰ段是0.3 S而35kV线路保护的过流Ⅰ段在定值时间上都为1.3S。所以可能存在着2号主变352开关保护先行跳闸,切除了故障。
  通过对本次故障动作情况分析,避免了我们通常习以为常片面的判断为开关故障或保护拒动越级。从而以提升变电站值班员在类似事故原因分析、判断能力及业务技能。
  作者:国网六安供电公司林松,1969年10月出生,高级技师,
  现任国网六安供电公司安丰变电运维站班长。
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