一起220kv變電站200kv母線保護誤動事故分析

一起220kv變電站200kv母線保護誤動事故分析

0v變電站線路保護動作2006年8月5日下午12點。11:00.2006年8月，220kv電網運行220kv母線，并拆除220kv線路6、線路7和221個開關（同時，母差操作，線路開關觸發位置，停止消息，打開對岸線路的觸發）。1旁母帶旁母系統220kV某變電站共有2臺220kV主變,5條220kV線路,220kV南北兩條母線帶旁母專用母聯、專用旁路。故障前,南、北母線并列運行,旁母無轉帶;220kV線路6、線路7和1#主變運行北母;線路3、線路4和2#主變運行在南母;線路5停運檢修。電氣一次設備聯絡如圖1。2相瞬時性故障2006年8月5日13時12分21.737s,220kV線路4的A相瞬時性故障,雙高頻保護動作跳閘,重合閘動作成功。13時12分21.831s,220kV某變電站的220kV母差保護動作,跳開220開關、226開關、227開關和221開關,220kV北母失壓。2.12線路運用調查2006年8月5日13時12分21.737秒,線路4發生A相瞬時接地故障,兩側正確動作,開關A相跳閘,重合閘動作成功,兩側錄波完好。線路4對側:Ia=2950A,3I0=3288A,故障測距7.4km;線路4總長度19.96km。經工作人員巡線發現線路4的51—52#桿塔之間A相導線因對樹木安全距離不夠放電造成線路跳閘,樹木上有電弧灼傷痕跡,A相導線有輕微灼傷痕跡。保護動作具體情況表1。可以確定,220kV線路4保護動作正確。2.22次設備運行情況2006年8月5日13時12分21.831秒,本變電站220kV母線差動保護動作,切除了220開關和運行于220kV北母的220kV線路6、線路7和221開關(母差動作,線路開關跳位停信,開放對側線路跳閘)。經運行人員檢查,220kV北母無故障痕跡,母線差動保護范圍內電氣一次設備也無異常情況;1#主變、線路6、線路7和220開關等一次設備恢復運行后,設備運行正常。可以確認此次母線保護裝置動作是誤動[1~5]。3事故原因分析3.1次回路在線路檢查方式上的測試結果(1)調查值班記錄,此時薛坡站無任何工作,無工作人員工作失誤造成母差動作的因素。(2)核對裝置定值和保護定值單無誤。(3)核對母線保護的外部二次回路接線無誤。(4)對母線保護的CT回路及二次回路進行絕緣測試,均在80MΩ以上,絕緣良好,滿足運行規程要求。(5)母差CT的二次回路在母線保護屏上一點接地,滿足《十八項電網重大反事故措施(試行)繼保專業反措》及有關規程的要求。(6)對220kV線路端子箱和1#、2#主變端子箱二次回路檢查發現完好,無放電燒傷痕跡,無漏水痕跡。(7)調閱當時的運行記錄,除220kV線路4有瞬時故障外,本變電站220kV母線所接一次、二次設備均無任何閃烙點;許昌電網所有220kV變電站的220kV故障錄波也均沒錄出其它的故障信息。通過上述全面的檢查,電氣一次設備和母線保護的外部二次回路不存在問題。可以確認此次母線保護誤動是由于母線保護裝置本身原因造成的。3.2i母電流差動啟動動作此變電站的母線保護是南京自動化設備總廠的WMZ-41母線保護,1999年投運。WMZ-41微機型母線保護裝置采用一“主”-三“從”多CPU方式。“從”CPU用作各相電流數據采集、故障分析并向“主”CPU傳送故障信息;“主”CPU用作保護的通信管理。原因調查:(1)母差保護從機C相報告中顯示:2006年8月5日13時7分4秒490毫秒,I母電流差動啟動動作,啟動值如下表2。母差的大差超過了門坎定值(3.2A),母差的小差未超過門坎定值(4.0A)。由于母差保護原理,只有大差、小差定值同時超過各自的門坎定值,母差保護才能動作,此時小差故障電流未超過整定值,因而母差保護動作是不正確的。(2)查閱母差保護裝置的電流采集量時發現,在母差裝置動作前,北母線采集的電流不滿足基爾霍夫定律,流進和流出北母線的電流不相等。同時一個周波的電流采樣點全部為正數,也不符合正弦波的要求,可以確定裝置內部的采集系統三次CT、濾波、A/D轉換模塊有問題。A/D模數轉換和電源對母線保護裝置的影響。如圖2。電源插件采用220V/110V交直流兩用的開關電源,可輸出+5V/3A,±12V/0.2A,+24V/0.2A其中+5V用于CPU系統,±12V用于A/D采集部分。電源插件的損壞,輸出電壓的波蕩,直接影響A/D數模轉換的精確度和CPU的正常工作。綜上所述,裝置內部的采集系統三次CT、濾波、A/D轉換模塊損壞和裝置電源不穩定,造成裝置采集電流數據錯誤和CPU邏輯判斷紊亂,是造成母差保護誤動的根本原因[1~5]。3.3電源組件更換后,對a/d轉換實際保護裝置進行試驗(1)要求南京自動化設備總廠工作人員仔細檢查裝置內部的數據采集系統,如果查不出問題,按照事故處理“四不放過”的原則,對母線保護做動模試驗。(2)更換該裝置所有電源插件,并說明電源插件不穩定對裝置運行產生的危害范圍及程度。(3)對老化的A/D轉換插件和技術人員分析認為存在隱患的插件給予全部更換。(4)更換后,按照新投運設備的要求,繼電保護人員重新對母線保護裝置做全面的檢驗,尤其是絕緣電阻及耐壓試驗、逆變電源檢驗和模數變換系統檢驗,并進行開出傳動試驗。檢驗合格后,母線保護方可投入運行。4系統老化問題全國電力系統有1000多套南京自動化設備總廠生產的WMZ-41母線保護在運行,針對本次事故,技術管理人員采取以下技術措施,避免類似事故發生:1)微機保護存在電子元器件老化問題。在設備運行5年后,定期或不定期地對裝置內部的采集系統三次CT、濾波、A/D轉換模塊做補充檢驗。發現異常,及時和廠家聯系,及時處理,保障設備安全可靠運行