浅议变电站二次故障.ppt

1、浅议变电站二次故障,案例分析及常见故障,绪论,变电站二次回路是电气系统中的一个重要组成部分。二次回路发生故障，直接影响电气设备和电力系统的安全运行，甚至造成极其严重的后果。因此，二次回路一旦发生故障，应迅速准确作出判断，排除故障。二次回路的故障原因可分为两大类，一是二次回路开路故障，二是二次回路短路故障。其中以二次回路开路故障居多。,变电站常见故障及分析,保护装置误动作 直流接地故障 380V母线电压消失 110kV母线电压异常 互感器二次回路两点接地 隔离刀闸操作信号错误,案例分析（1）,案例事故，220kV线路保护装置误动作 某220kV线路发生A相瞬时故障，A相断路器跳闸后，重合闸启动过

2、程中BC相断路器相继跳闸，对保护二次回路及开关动作情况检查发现保护二次回路接线正确，保护定值整定无误。且线路第一、二套线路保护、开关保护动作正确。 监控系统跳闸事件记录SOE中发现如下异常报文： 13：26：45：059 断路器A相合位 返回 13：26：45：088 断路器非全相 动作,检查开关本体三相不一致回路发现，只有在开关本体 内三相不一致时间继电器KT4或中间继电器K5动作时 才会发“断路器非全相动作”信号。如图所示：,图中KT4为三相不一致动作 时间继电器，在开关位置三 相不一致时KT4励磁，其延 时接点接通K5中间继电器励磁。 K5继电器的一个接点发“断 路器非全相动作”信号，另

3、 一个接点接通三相跳闸回路。,检查中发现：此线路根据设计使用开关本体的三相不一致保护，保护装置内的三相不一致保护为退出状态。因实际运行中三相不一致保护并未投运，因此将开关本体内三相不一致延时继电器整定为最大值3min。 初步分析认为，事故可能是由于开关机构箱内三相不一致KT4时间继电器未经整定时间（3min）动作，误将B、C相跳开。 在作好安全措施后，取下KT4时间继电器，对其4个时间整定档位进行10次加压试验发现，有6次接点动作时间为25-30ms，有4次接点动作时间在整定正常范围内。,由现场试验可以准确判断：在线路单相故障跳闸 时，三相不一致时间继电器动作，其延时接点29ms误 动作，未等

4、重合闸动作，开关即经三相不一致跳闸回 路三相跳开。,思路拓展,1、如何停用非全相保护？ 在保护装置里停用控制字、硬压板或者在断路器本体停用硬压板,4、压板操作与二次线变更的反事故措施要求有哪些？ 必须进行所有保护整组检查，模拟故障检查保护压板的唯一对应关系，避免有任何寄生回路存在,2、如何隔离停用的母线保护？ 在保护装置里退出控制字、软压板以及硬压板,3、如何停用定值中未开放的保护？ 单母线运行时，母线也同时停用；双母线运行时，尽量缩短停用时间，且避免母线连接设备检修，轻负荷运行,案例分析（2）,案例事故2，直流接地故障 站用变断路器跳闸 对各部位进行检查发现： 保护装置定值整定无误，无动作记

5、录 站用变本体无异常状况，绝缘良好 直流系统出现接地现象，断开站用变柜内直流空开直流系统恢复正常,确定为站用变控制回路存在接地。,检查发现如图所示，站用变跳闸回路A点发生接地现象，跳闸继电器KM流过电流，发生误动作。,直流接地引起保护误动原因分析 变电站直流系统等效电路图如下：+KM、-KM表示母线电压，R1、R2、R组成电桥。一般情况下，R1、R2电阻大小相等，阻值大于30K，在40K300K之间，C+、C-为直流系统对地分布电容。,站用直流系统对地电容分析： 当直流系统对地电容增大到一定数值时（阻抗减小），直流负母线对地电压高于继电器动作电压时，直流系统的一点接地就有可能致使继电器误动。如

6、上图所示：继电器误动当在A点接地时，C对继电器充电，C对继电器放电（等效为C与C并联对继电器放电）。这时继电器内部就有电流流过，当电容器上的电压大于继电器动作电压时继电器就有可能误动。,针对以上分析，可采取以下措施： 提高继电器的工作电压。当出口继电器的动作电压大 于55%的Ue时,直流系统对地绝缘良好情况下发生一点 接地，继电器不会误动作。 提高继电器的动作功率。继电器动作功率越大，其阻 值越小，抗电容充放电能力越强。 降低站用直流系统对地分布电容。更换老旧电缆、保 护就地安装等都可以减小直流系统对地分布电容。 提高站用直流对地绝缘水平。 建议新建变电站投运前，测量站用直流分布电容参 数，针

7、对分布电容大小制定相应防范措施。,直流系统接地故障的查找方法： 查找直流接地故障原则：根据运行方式、操作情况、气候影响进行 判断，采取拉路查找处理的方法，先信号和照明部分后操作部分， 先室外、后室内。查找时按以下步骤进行查找： 根据接地的极性，分析故障可能发生的原因、大概位置。 若站内二次回路上有工作，或有设备检修试验，应立即停止， 看信号是否消除。 缩小查找范围，将直流系统分成几个不相联系的部分。 对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路，利用“瞬时停电”的方法，查该分路中所带回路有无接地故障。 对于重要的直流负荷，用转移负荷法(即将发生接地的系统各个 回路逐回短时切换到另一电压相同的正常直流

8、回路中，观察接地现 象是否随着转移，以判断该回是否接地)，查该分路内各回路有无 接地故障。,案例分析（3）,案例事故，380V母线电压消失 对各部位检查发现： 母线电压无指示 柜内电压二次开关在合位,母线电压表无指示（如下图） 其他回路保护动作，窗口提示“低电压回路断线” 主控室电脑显示电压为零。,查找原因： 1、检查电压互感器二次回路开关在合闸位置，开关良好，上端、下端均无电压。 2、检查电压互感器高压保险良好，无熔断。 3、检查电压互感器良好，无烧伤、断线现象，中性点接地良好，三相阻值正常、对地良好，相对地数值相等，开口三角线圈良好，电压互感器二次接线良好。 4、对电压互感器送电运行没有异

9、常现象，但电压仍然没有。 5、在二次回路中，检查中间继电器，发现继电器线圈之间没有电压，继电器在释放状态。 6、查找继电器的动作电源，保险，端子正常，但没有电压。 7、查自动装置保险，紧固端子。这时继电器动作一切正常工作，其他开关保护动作复归正常状态。,综上所述，故障原因具体分析如下：中央信号保护及电压互感器装置频繁动作，工作时间较长，装置保险虚接，导致保险架过热变形，使装置电源中断，中间继电器释放，二次回路断开。,（三）、正确查找步骤： 1、测量各相之间电压； 2、检查二次开关是否正常，测上下端均有无电压； 3、测量中间继电器上下均有无电压； 4、检查中间继电器控制电源、线圈均有无电压； 5

10、、检查装置。,案例分析（4）,案例事故，110kV母线电压异常 110kV母线B相电压在电网正常运行条件下，发生故 障，二次电压显示为43V。 该电容式电压互感器型号为TYD110/3-0.02H 生产日期2001年7月,在发现上述异常现象后，首先对相关的二次回路 进行了详细检查，测量各节点的电压值，结果发现从二 次绕组到接线端子引出的电压就下降了，并非是由二次 回路引起，这说明可能是CVT内部有局部故障。为了查 清CVT内部出了什么问题。在将其退出运行后，首先在 现场拆掉引线对其做了常规例行试验。检查CVT的外观 无损伤痕迹及外壳发热现象，检测电磁单元二次出线端 对地绝缘、绕组间的绝缘，均大

11、于50000M，绝缘合格 。随后又对其高压电容C1和中压电容C2的电容量、tan 进行了测量。采用相同的测试方法，试验接线参考制造 厂规定的自激法，使用仪器为福建普华PH2801全自动抗 干扰介损测量仪，部分试验结果如下表所示：,高压电容C1 、低压电容C2与历史数据的比较：,试验分析：故障相B相试验数据与设备投运前和上次预防性试验的试验数据相比C1基本变化不大，而C2的电容量和介损却有明显的变化，电容量的初值差达+7.5%。同时将B相电容值与健全相的各电容值也进行了比较。 由上表可以看出故障相B相C2的电容量和介损值与健全相相比变化很大，也与实际二次输出电压低的情况符合。同时把试验数据与相关

12、的规程对比，根据DL/T596-1996电力设备预防性试验规程规定膜纸复合绝缘的CVT 电容量偏差不超出额定值的-5%+10%，介损值不超过0.2%，于是我们怀疑故障相CVT二次输出电压低是由于C2部分电容元件被击穿使电容量增大，引起的分压比的改变而导致CVT二次输出电压的下降。,如图所示:为其电气接线原理图 该电容式电压互感器由高压电容C1、低压电容C2以及安装在下部油箱中的电磁单元组成，电容器的芯子由若干元件串联组成，其电容量分别为：C1电容量为0.0282F，C2电容量为0.06645F，电磁单元中间变压器的一次端B在C1与C2的中间抽头处，三个二次绕组的接线端子1a，1n，2a，2n，

13、da，dn从分压器底部引出到油箱中，通过油箱引出到外部接线端子盒上。,为了解故障的真正原因，对该互感器进行解体 检查，结果发现中压电容C2的25片电容元件中最后两层 有明显的放电烧伤痕迹，而C1的各电容元件完好，这与 电容量和介损的测量结果是一致的。由此，可以判定该 CVT二次电压低是由于C2的部分电容元件被击穿引起的。 解体检查结果如下图所示：,案例事故，互感器二次回路两点接地 某变电站220kV线路运行状态下,该变电站1条出线W相接地故障,该线路所属断路器线路保护正确动作跳闸。同时,另一出线201断路器误跳闸,两侧W相断路器跳闸,重合成功。,案例分析（5）,检查后发现： 电缆是几年前对该站

14、进行改造时新更换的电缆。在拆除室外一次设备区端子箱接地点后进行绝缘检查,发现仍有接地现象。故障原因为:201 断路器保护的电流回路至2 号主变压器保护屏上的电缆头处电缆钢甲嵌入N 相线心,造成201 线路保护电流回路在室外一次设备区端子箱和保护室两点接地,接地点分别在微机保护零序绕组的两侧,见下图：,原因分析： 系统接地故障时,一次故障电流造成两接地点之间存在电位差,该电 位差在保护零序绕组中形成附加电流,导致采样电流异常,角度反相, 零序方向保护进入动作区,保护动作跳闸。TA二次回路两点接地一方面会造成不应有的分流,如两接地点在保护装置电流绕组的两侧,两接地点和地构成并联回路,将电流绕组短路

15、,使通过保护装置电流绕组的电流大为减少。另一方面,当系统发生接地故障时,两接地点的电位差将在TA 二次绕组上产生极大的额外电流,上述2种因素综合作用,使流入保护装置的电流与TA 二次感应到的故障电流有极大差异,造成保护装置不正确动作。受此影响较严重的保护有电流差动保护和零序电流保护。,案例分析（6）,案例事故，隔离刀闸操作信号错误 某站一线路停电，操作隔离刀闸时发现就地信号与监控机信号不对应，实际隔离刀闸在分位，而监控机信号是 在合位。,在发生上述异常情况后，首先详细检查相关的二次回路，测量隔离刀闸机构箱至测控柜的接点信号，发现触点电压异常，分位时此接点两端之间没有电压，判断为刀闸辅助触点没有正常动作。检查此辅助开关发现其他接点均没有在正常状态，确定为辅助触点没有完全释放。在手动向分位摇两圈之后再次测量，信号正常。,原因分析： 设备冬季运行，润滑油凝固机械性能下降，开关行