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摘要:从现场工程实际来看,当变压器发生区外短路故障时,由于流过变压器巨大的短路电流对其本体的绝缘和性能造成了破坏,同时伴随着变压器内部发生匝间短路故障的情况也时常发生,这就要求差动保护在这种情况下也能够可靠动作而不被误闭锁,这就对差动保护提出了更高的要求。
关键词:继电保护;事故分析;防范措施
一、一起事故概述
1.运行方式。某电厂1#、2#发电机组并列运行,10kV I、II母线并列运行;3#发电机正常运行,35kV Ⅲ母线带电;35kV I、Ⅱ、Ⅲ母线并列运行,通过1#主变低压侧301开关,往110kV网络供电。
2.事故经过。接调度通知,110kV某厂内升压变电站#1主变差动速断保护动作跳闸出口,跳开1#主变高低侧开关,将电厂的发电机组从系统中切除(厂内的动作情况不详),要求检修和继电保护人员立即赶赴现场进行检查。接到通知后检修和保护人员迅速赶到现场。
二、事故原因分析
1.现场检查情况
(1)对#1主变保护装置进行检查(保护装置显示)。#1主变差动速断保护动作,动作电流Ioe=38.95A;保护装置动作信号灯亮起;对此动作内容进行了保护传动试验,装置动作可靠,出口回路动作正确;并对装置进行了交流采样的检查,采样数值误差符合标准,未见异常。
(2)对一次设备进行外观检查(对#1主变差动保护范围内设备即:#1主变高、低压侧CT之间一次设备进行检查)。#1主变101开关间隔、#1主变本体及其瓦斯继电器、#1主变高压侧软连接线、#1主变35kV过桥母线、#1主变901开关Cr等设备外观无异常;并对#1主变本体进行绕组变形、直流电阻、绕组绝缘等高压试验;对#1主变35kV过桥进行绝缘电阻试验试验结果:合格,均未发现异常。
(3)对#1主变保护装置进行二次回路检查。第一,检查保护屏、端子箱接线端子、电缆的屏蔽层接地线是否压接牢固,有无异味、烧焦现象;第二,对#1主变保护二次电流、控制回路进行直流电阻测量试验、绝缘电阻的试验;#1主变后备保护电流、差动保护高压侧电流回路、控制回路直阻和绝缘合格,低压侧A、B相电流回路直阻合格,但低压侧C相电流回路盘下直阻数值不稳定。
2.动作原因分析。变压器差动保护是变压器的主保护,一般采用的是带制动特性的比率差动保护,在区内故障可靠动作,区外故障可靠闭锁。其保护范围为变压器本体、套管及引出线。当变压器低压侧发生区外故障(K1)时,变压器流过穿越电流,此时Im和In两侧电流互为反相位,在此情况下变压器差动保护不应该误动,而应该由相应的保护动作切除故障。
考虑到在巨大的一次短路电流作用下,电流TA将会发生二次饱和,变压器的差动回路要承受很大的不平衡电流,这对差动保护的安全性是个考验。针对#1主变C相低压差动电流回路盘下直阻数值不稳定这一现象,对#1主变低压侧CT及其二次接线回路进行检查和试验:CT至开关柜端子排之间二次回路测量:合格。CT变比试验:C相差动回路无结果。CT绕组绝缘电阻试验:CT差动二次绕组对地绝缘为零。经检查发现,C相CT二次绕组差动回路绝缘损坏,有接地现象。
根据#1主变差动保护装置动作记录Ioc为38.95A,低压CT变比为3150/5,CT为10I)10级的,折算出一次故障电流为24538.5A;当A厂内设备故障时,故障电流经过#1主变及其高低压侧一次设备;大电流流经#1主变低压侧C相CT,烧毁二次绕组差动回路,破坏绝缘,致使#1主变高、低压差流不平衡,差动保护动作出口。更换合格CT后,送电并带负荷后,测得差流平衡。
3.暴露的问题。第一,定值管理不到位,电厂内部定值与系统电网的定值配合缺乏逻辑性。
第二,设备日常的维护不到位;第三,电流互感器的质量存在问题;第四,检修人员检修维护的质量需进一步的提高。
三、防范措施
第一,加强定值的计算和配合工作,充分落实各项运行管理和设备的维护管理,强化员工的工作责任心;加强岗位技能培训,提高检修人员业务水平,提高检修维护的质量;加强差动保护的巡视工作;第二,定期对主变保护进行维护和定检工作,变电所值班员在巡视中,加大对保护及其二次回路的检查力度,若发现有异音、异味、异状、温度异常升高等不正常现象,应立即上报,如果条件允许应采取措施进行及时处理,以保证保护装置能够可靠正确动作;第三,物资管理部门应加强对设备备品、备件的管理,保证设备损坏后,能及时进行更换,并做好详细的市场调查,寻找质量可靠的电流互感器;第四,检修人员在设备巡检或检修时,要对相应保护装置及其二次回路进行详细检测,其测量内容如下。(1)对试验组件的各组挠点进行测量,注意测量时要断开与其并联的相应环路。要求其接触电阻R值不大于0.05Ω,超出此值时必须进行处理。(2)在进行差动保护传动试验前,应利用数字万用表电阻档对差动保护的每个电流回路分别测量,测其与地之间的电阻值,测量时应在电流互感器端子箱处进行,并撤除电流互感器二次回路连线,防止产生分流误差。要求三相电流互感器二次回路的电阻值应分别基本相等,误差不应大于0.1Ω,否则应查找原因进行处理。
四、结语
虽然此次差动保护误动作的根本原因是电流互感器二次绕组绝缘损坏造成的,但是暴露出很多运行和维护不到位的问题,如果在上次检修和定检的过程中,或是在日常的巡视中,能够认真检查其二次回路的直流电阻和各个电流线包绝缘电阻时,应该能够发现一些隐患问题或电阻值降低的现象。
关键词:继电保护;事故分析;防范措施
一、一起事故概述
1.运行方式。某电厂1#、2#发电机组并列运行,10kV I、II母线并列运行;3#发电机正常运行,35kV Ⅲ母线带电;35kV I、Ⅱ、Ⅲ母线并列运行,通过1#主变低压侧301开关,往110kV网络供电。
2.事故经过。接调度通知,110kV某厂内升压变电站#1主变差动速断保护动作跳闸出口,跳开1#主变高低侧开关,将电厂的发电机组从系统中切除(厂内的动作情况不详),要求检修和继电保护人员立即赶赴现场进行检查。接到通知后检修和保护人员迅速赶到现场。
二、事故原因分析
1.现场检查情况
(1)对#1主变保护装置进行检查(保护装置显示)。#1主变差动速断保护动作,动作电流Ioe=38.95A;保护装置动作信号灯亮起;对此动作内容进行了保护传动试验,装置动作可靠,出口回路动作正确;并对装置进行了交流采样的检查,采样数值误差符合标准,未见异常。
(2)对一次设备进行外观检查(对#1主变差动保护范围内设备即:#1主变高、低压侧CT之间一次设备进行检查)。#1主变101开关间隔、#1主变本体及其瓦斯继电器、#1主变高压侧软连接线、#1主变35kV过桥母线、#1主变901开关Cr等设备外观无异常;并对#1主变本体进行绕组变形、直流电阻、绕组绝缘等高压试验;对#1主变35kV过桥进行绝缘电阻试验试验结果:合格,均未发现异常。
(3)对#1主变保护装置进行二次回路检查。第一,检查保护屏、端子箱接线端子、电缆的屏蔽层接地线是否压接牢固,有无异味、烧焦现象;第二,对#1主变保护二次电流、控制回路进行直流电阻测量试验、绝缘电阻的试验;#1主变后备保护电流、差动保护高压侧电流回路、控制回路直阻和绝缘合格,低压侧A、B相电流回路直阻合格,但低压侧C相电流回路盘下直阻数值不稳定。
2.动作原因分析。变压器差动保护是变压器的主保护,一般采用的是带制动特性的比率差动保护,在区内故障可靠动作,区外故障可靠闭锁。其保护范围为变压器本体、套管及引出线。当变压器低压侧发生区外故障(K1)时,变压器流过穿越电流,此时Im和In两侧电流互为反相位,在此情况下变压器差动保护不应该误动,而应该由相应的保护动作切除故障。
考虑到在巨大的一次短路电流作用下,电流TA将会发生二次饱和,变压器的差动回路要承受很大的不平衡电流,这对差动保护的安全性是个考验。针对#1主变C相低压差动电流回路盘下直阻数值不稳定这一现象,对#1主变低压侧CT及其二次接线回路进行检查和试验:CT至开关柜端子排之间二次回路测量:合格。CT变比试验:C相差动回路无结果。CT绕组绝缘电阻试验:CT差动二次绕组对地绝缘为零。经检查发现,C相CT二次绕组差动回路绝缘损坏,有接地现象。
根据#1主变差动保护装置动作记录Ioc为38.95A,低压CT变比为3150/5,CT为10I)10级的,折算出一次故障电流为24538.5A;当A厂内设备故障时,故障电流经过#1主变及其高低压侧一次设备;大电流流经#1主变低压侧C相CT,烧毁二次绕组差动回路,破坏绝缘,致使#1主变高、低压差流不平衡,差动保护动作出口。更换合格CT后,送电并带负荷后,测得差流平衡。
3.暴露的问题。第一,定值管理不到位,电厂内部定值与系统电网的定值配合缺乏逻辑性。
第二,设备日常的维护不到位;第三,电流互感器的质量存在问题;第四,检修人员检修维护的质量需进一步的提高。
三、防范措施
第一,加强定值的计算和配合工作,充分落实各项运行管理和设备的维护管理,强化员工的工作责任心;加强岗位技能培训,提高检修人员业务水平,提高检修维护的质量;加强差动保护的巡视工作;第二,定期对主变保护进行维护和定检工作,变电所值班员在巡视中,加大对保护及其二次回路的检查力度,若发现有异音、异味、异状、温度异常升高等不正常现象,应立即上报,如果条件允许应采取措施进行及时处理,以保证保护装置能够可靠正确动作;第三,物资管理部门应加强对设备备品、备件的管理,保证设备损坏后,能及时进行更换,并做好详细的市场调查,寻找质量可靠的电流互感器;第四,检修人员在设备巡检或检修时,要对相应保护装置及其二次回路进行详细检测,其测量内容如下。(1)对试验组件的各组挠点进行测量,注意测量时要断开与其并联的相应环路。要求其接触电阻R值不大于0.05Ω,超出此值时必须进行处理。(2)在进行差动保护传动试验前,应利用数字万用表电阻档对差动保护的每个电流回路分别测量,测其与地之间的电阻值,测量时应在电流互感器端子箱处进行,并撤除电流互感器二次回路连线,防止产生分流误差。要求三相电流互感器二次回路的电阻值应分别基本相等,误差不应大于0.1Ω,否则应查找原因进行处理。
四、结语
虽然此次差动保护误动作的根本原因是电流互感器二次绕组绝缘损坏造成的,但是暴露出很多运行和维护不到位的问题,如果在上次检修和定检的过程中,或是在日常的巡视中,能够认真检查其二次回路的直流电阻和各个电流线包绝缘电阻时,应该能够发现一些隐患问题或电阻值降低的现象。