某电厂110KV母差保护误动的原因分析及防范措施

某电厂某电厂 110kv110kv 母差保护误动的原因母差保护误动的原因 分析及防范措施分析及防范措施 一 事故前运行方式一 事故前运行方式 某厂 110kv 母线为双母线加旁路母线的型式 2008 年 2 月 15 日 出线万田 ii 线 111 万田 i 线 112 万华线 113 万安线 114 万辛线 115 万河线 116 万七线 117 万石线 118 万桥 线 120 及 1 主变 110kv 侧主开关 101 2 主变 110kv 侧主开关 102 运行于 i 母线 外线万梁 119 带 01 高备变空载运行于 ii 母 线 二 事故过程二 事故过程 8 32 05 110kv 万辛线 115 对端故障 辛四变高压污水喷 到 110kvii 段 pt 及其刀闸上 先为 b 相接地 后为 b c 相 短路接地 最后发展为 a b c 三相短路 万辛线 115 零序保 护 ii 段动作开关跳闸 重合闸动作重合成功 8 32 10 万辛线 115 再次故障 对端喷水越过故障点 停泵后污水回落 后加速启动 永跳 同时 i 母线差动保护 动作 i 母线上的所有开关跳闸 8 46 合上 2 主变 110kv 侧主开关 102 合上 1 主变 110 kv 侧主开关 101 8 58 合上 110kv 各线路开关 除万辛线 115 外 恢复 对外供电 三 三 wmz 41a 型母线差动保护原理简介型母线差动保护原理简介 wmz 41a 型母线保护装置是新一代的微机母线保护装置 其保护原理采用复式比率差动原理 差动电流 id 为各支路电流 的向量和 制动电流 ir 为各支路电流矢量取模值的和 在制动 量的计算中引入差动电流 使得该继电器在区内故障时无制动 而在区外故障时有极强的制动特性 复式比率差动继电器非常 明确地区分区内和区外故障 而且选取范围很广 灵敏度高 wmz 41a 装置的差动回路是由一个母线大差动和几个各段 母线小差动组成的 母线大差动是指除母联断路器和分段断路 器以外的母线上所有其余支路电流所构成的差动回路 某段母 线小差动是指与该段母线相连接的各支路电流构成的差动回路 其中包括与该段母线相关联的母联断路器和分段断路器 通过 大差动判别区内和区外故障 通过各段小差动来选择故障母线 双母线内部故障时故障母线的选择 在双母线上总是把双 母线作为整体设置总的母线差动保护 总差动保护在外部故障 时有良好的选择性 在内部任一条母线故障时都能灵敏动作 wmz 41a 装置通过母线大差动判别区内和区外故障 通过各段 小差动来选择故障母线 一般情况下 母线大差动的构成不受 母线运行方式变化的影响 而各段母线小差动 则是根据各分 路的分合闸位置 由母线运行方式自适应环节来自动地 实时 地进行组合 发生母联断路器失灵 死区 故障时的逻辑行为 当母线发生死区故障 即母联断路器和 ta 间发生短路时 若 ii 母差动作 切除母联断路器和 ii 母线上各引出线断路器后 故 障就会消除 i 母线仍能正常运行 但是很显然母差保护会判 i 母线小差动有差流 而 ii 母线无差流 从而切除 i 母线上各支 路断路器和母联断路器 而母联电流仍存在 传统的母差保护 将无法继续切除真正的故障点 wmz 41a 母差保护 有专门的 死区故障逻辑 消除死区及母联失灵造成的无法切除故障的后 果 在保护动作 发出跳开母联断路器的命令后 经延时 判 别母联电流是否越限 若母联电流满足越限条件 且母线复合 电压动作 则跳开电压不正常母线上的所有断路器 四 保护误动原因分析四 保护误动原因分析 1 故障过程分析 110kv 万辛线 115 线路较短 全长 5 79 公里 为近区故障 线路负荷较重 有功 32mw 无功 16mvar 故障发展过程为单相接地 相间短路 三相短路 为 转换性故障 性质较为特殊 故障时大电流三相短路 电流中 的直流分量 谐波分量较大 2 电流互感器性能及其回路测试分析 保护人员对相关电 流回路的电流互感器极性和伏安特性试验 表 1 为伏安特性试 验数据 由测量数据可以看出 随着试验电流的上升 该电流互感 器逐渐出现饱和现象 3 wmz 41a 装置动作情况分析 从录波数据上分析 故 障时因电流互感器饱和的原因 110kv i 母线相约有 15a 差流 而制动电流为仅为负荷电流 大约几安培 小于差动电流 wmz 41a 母线差动保护装置软件 v1 xx 版本设计方面存在 缺陷 电压闭锁功能不完善 区外故障引起电流互感器严重饱 和而形成差动保护启动的条件 造成保护误动 五 经验教训及防范措施五 经验教训及防范措施 母差保护误动的后 果非常严重 因此必须加强母差保护的运行维护和管理工 作 以保证动作的灵敏性 可靠性 针对该起事故 技术管理 方面要采取措施 以防止事故重复发生 配合生产厂家对保护 装置进行软件修改 杜绝区外故障引发母差误动或误切母联 针对电流互感器在故障时易发生严重饱和 设计部门在设计安 装电流互感器时 准确计算最大短路电流 并做好电流互感器 的选型 该厂重点做了以下工作 1 南自厂已对该厂 wmz 41a 差动保护软件进行了升级 版本由 1 6b 升级为 1 6f 增加两项保护辅助判据 1 波形 对称判据 2 间断区制动判据 升级前对区外故障的判据为 半个周波 升级后延长为故障后 1 个周波 可以防止在 ct 严重 饱和情况下保护的误动 2 对 110kv 的 4 条线路万田 ii 线 111 万华线 113 万安 线 114 万辛线 115 保护装置进行更新换代 装置由 wxb 11s 改造为 psl621c 3 研究 110kv 系统的运行方式 改变 110kv 运行方式存 在不合理的状况 在单母线差动保护动作时避免 110kv 对外供 电全停 4 加强保护装置的技术