江１８ ２０１０年５月 苏电机工程 第２９卷第３期 Ｊｉａｎｇｓｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 线路接地故障引起主变差动误动原因分析 朱从研．陈 健 （淮安供电公司，江苏淮安２２３００２） 摘 要：１１０ｋＶ线路因雷击发生两相短路接地故障，线路保护正确动作，变压器差动保护误动。通过对一、二次设备 检查分析．确认了造成变压器差动保护误动的主要原因是变压器保护未对区外故障所产生的零序电流进行处理造 成．并提出了改善措施，以保证供电可靠性。 关键词：接地故障：差动保护：误动 中图分类号：ＴＭ７７ 文献标志码：Ｂ １事故过程描述 在电力系统中．变压器是承接电能输送的主要 设备．发生故障时将对供电可靠性及系统的正常运 行带来严重的后果．同时也会造成严重的经济损失 ２００９年８月１８日．某１１０ ｋＶ终端变电站进线 因雷击影响．发生两相短路接地故障．线路对侧零序 过流ＩＩ段保护动作并重合成功．故障电流为１２．９４ Ａ（二次电流值） 本侧因终端变电站线路保护功能 未投．但主变比率差动保护Ａ，Ｂ，Ｃ三相均动作，动 作电流二次值分别为４．３９ Ａ，４．３８ Ａ，４．３８ Ａ，保护型 号为南瑞城乡电网ＤＳＡ一２３２３．比率差动的动作门 槛值是１．５ Ａ。ｌ１０ｋＶ主变的接线方式为Ｙ／Ｙ１２．另 有１个三角形平衡绕组．中性点经放电间隙接地．一 次系统接线如图ｌ所示 变电站 Ⅳ变电站 图１ 一次系统接线 ２可能原因初步分析 相关专业人员仔细检查了故障线路保护录波波 形和主变保护装置的动作信息及录波波形 故障发 生时Ｂ，Ｃ相电压大小基本相等，相位基本相同，线 路发生的是Ｂ，Ｃ相间短路接地故障；但故障电流却 是Ａ．Ｂ，Ｃ三相全部都有，且大小基本相等，相位基 本相同 作为终端变电站，电源进线发生故障时，因 末端无电源，不可能有正序和负序电流，此时Ａ，Ｂ， Ｃ三相上的电流大小相等、相位相同，必然是零序电 流，结合主变保护的动作信息，Ａ．Ｂ，Ｃ三相比率差 动均动作．且差动电流值也基本相等．可以推断主变 收稿日期：２０１０—０１一ｌ９：修回日期：２０１０—０３—０３ 文章编号：１００９—０６６５（２０１０）０３—００１８—０３ 差动保护误动作由线路故障时的零序电流引起。 ３相关检查项目和试验数据分析 ３．１主变中性点设备的检查 接线方式为Ｙ ｌ２的变压器中性点经放电间 隙接地有零序电流．可是差动电流没有将此电流滤 去 针对这个问题．一次设备重点检查了主变中性点 设备，发现主变中性点放电间隙有明显的烧灼痕迹． 主变中性点放电间隙被击穿 由于Ｙ／Ｙ１２型接线的 主变有一三角形平衡绕组．零序电流可以在内部流 通．因此高压侧中性点被击穿后．其零序电流是可以 流通的 当主变中性点被击穿（即主变中性点直接接 地）时，线路Ｂ，Ｃ两相短路接地时的正序、负序、零 序网络图如图２—４所示 图２正序网络 图３负序网络 图４零序网络 图２—４中： 。， ：分别为短路点至２２０ ｋＶ变电站１１０ｋＶ母线处的零序阻抗、正序阻抗、负 序阻抗； Ⅳ０为短路点至１１０ ｋＶ变电站１１０ ｋＶ母 线处的零序阻抗： 。为变压器折算到电源侧的零序 阻抗； 。， ， 分别为２２０ ｋＶ变电站１１０ ｋＶ母 线与系统的等值零序阻抗、正序阻抗、负序阻抗 复 合序网图…如图５所示 图５中： １＝ １＋ １； ＝ ２＋ ｌ； ＝ （ ０＋ ＿＂０）／／（ ０＋ Ⅳ０）；零序电流， ＝， ＋， 。 朱从研等：线路接地故障引起主变差动误动原因分析 １９ 表１采样检查（主变接线组别设为Ｙ／ｄ１１）Ａ 图５复合序网 由一次系统接线图可知．由于线路是 侧向Ⅳ 侧供电的，故 侧为电源侧，Ⅳ侧为负荷侧。当Ｋ点 故障．且在Ⅳ侧母线上有中性点直接接地变压器时． Ⅳ侧是无正序和负序电流存在，即： ＩＫＡ１＝ＩＫＡ２＝０ 根据对称分量法。变压器中性点故障电流为…： ＩｒＡ ，从ｌ＋， ＋， ＩＫＢ＝ＩＫＢ、＋Ｉ ＋Ｉ ＩＫＣ ，棚＋，艘＋，脚 因为Ｉ ＝ＩＫＢＯ＝ＩＫＣＯ＝Ｉ ，贩以ＩＫＡ＝ｌ国＝Ｉ ：ＩＮＫＯ ｏ 通过以上分析．可看出在线路Ｂ．Ｃ两相接地故 障时．负荷侧因为零序电流的存在，因此Ａ．Ｂ。Ｃ三 相都是有故障电流的。且电流大小相等．相位相同 ３．２主变差动保护的检查试验 对于主变中性点接地的变压器．区外单相或两 相接地故障时．主变中性点可能有零序电流流过造 成差动保护误动作．因此为了消除此零序电流可能 会对差动保护的影响．规程要求对于主变差动保护 的星型侧一定要有滤除零序电流的措施ｌ３］ 方法一 般有２种：ｌ是将主变星形侧流变二次线接成三角 形．既滤除了零序电流．又补偿了变压器一次接线 的角差：２是通过主变微机保护的软件滤除零序电 流．主变各侧流变二次均采用星形接线 该主变采用微机型保护．各侧流变二次均采用 星形接线．通过软件滤除零序电流．主变星形侧的 用作差动计算的三相电流为 ］： Ｉ ＝Ｉ越一Ｉ ，ＢＨ＝Ｉｂｈ— ＩＣ．：Ｉｍ—ｌｍ 为了验证此主变保护的高压侧（星形侧）是否 进行了零序电流的滤除．分别将主变的接线组别定 值设置为“Ｙ／ｄｌｌ”和“Ｙ／Ｙ１２”．对高压侧的三相电流 采样进行了检查（平衡系数设为１），差流采样值如 表１、表２所示。 从表ｌ和表２的检查结果看．当将主变的接线 组别设置成“Ｙ／ｄｌ１”时．保护软件在主变高压侧进行 了移相．同时也滤除了零序电流 而将主变的接线 组别设置成“Ｙ／Ｙｌ２”时．保护软件在高压侧未进行 移相．也没有采取其他滤除零序电流的措施 这也 表２采样检查（主变接线组别设为Ｙ／Ｙ１２）Ａ 正是主变差动保护误动作的直接原因 ３．３主变保护定值的检查 变压器中性点间隙接地的接地保护一般采用零 序电流保护和零序电压保护并联方式．带有０＿３～ ０．５ Ｓ的延时构成『２］ 当中性点接地刀闸合上直接接 地运行时自动投入零序电流保护．当中性点接地刀 闸分开间隙接地运行时自动投入零序电压保护 然 而此次故障中．主变中性点放电间隙已明显被过电 压击穿，而间隙过压保护却未动作。因此，对主变保 护定值又进行了仔细的检查。检查发现，在调度下达 的定值整定单中，只投了中性点零序过流保护．而间 隙过压保护退出未用 这也是故障中主变中性点放 电间隙被烧坏。差动保护误动作的一个重要原因。 ４结束语 根据这起线路故障引起主变差动误动作的分 析，为避免类似事件的再次发生，采取对策如下： （１）立即与保护厂家联系．对差动保护装置的 软件版本进行升级．接线组别为Ｙ／Ｙ１２变压器的星 形侧也要采取滤除零序电流的措施．并对全市范围 内的此型号主变差动保护进行一次普查．发现问题． 立即整改 （２）对主变保护的定值的设置．整定人员要严 格执行相关的整定规程，定值单的内容、数值、单位 标称等要与设备相符，避免“误整定”事故的发生。 （３）提高检修人员的业务技能水平，严把保护 装置的调试、验收质量关，尤其是新安装调试一定要 严格按照定值单整定内容进行调试．并保证项目齐 全、数据准确。 ２０ 江 苏 电 机工程 近年来．随着“Ｙ／Ｙｌ２”和“、 ，Ｙｌ２”接线组别变 压器在ｌ１０ ｋＶ．２２０ ｋＶ电网使用的逐渐增多．它与 以往使用较多的“Ｙ／ｄｌ １”和“Ｙ ／ｄｌｌ”在二次回路、 定值整定等方面有一定的差别 虽然此类事件不具 ［２］国家电网公司．国家电网公司十八项电网重大反事故措施 ［Ｍ］．北京：中国电力出版社．２００７． ［３］国家电力调度通信中心．电力系统继电保护实用技术问答 ［Ｍ］．北京：中国电力出版社．２０００． ［４］ＤＬ／ｒ ５８４—２Ｏ０７．３一ｌｌ０ ｋＶ电网继电保护装置运行整定 备普遍性，但不能放松警惕．必须加强对保护装置的 反事故措施执行、安装调试、运行维护方面的管理， 发现问题立即整改，避免同类事件的再次发生。 参考文献： ［１］江苏省电力公司．电力系统继电保护原理与实用技术［Ｍ］． 规程Ｉｓ］． 作者简介： 朱从研（１９７３一），男，江苏淮安人，工程师，从事培训管理工作； 陈健（１９７８一），男，江苏淮安人，高级技师，从事继电保护检修 北京：中国电力出版社，２００６． 管理及技能培训工作。 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ Ｍａｌ—ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃａｕｓｅｄ ｂｙ Ｌｉｎｅ Ｅａｒｔｈ Ｆａｕｌｔ ＺＨＵ Ｃｏｎｇ—ｙａｎ，ＣＨＥＮ Ｊｉａｎ （Ｈｕａｉａｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｕａｉａｎ ２２３００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｗｏ－ｐｈａｓｅ—ｅａｒｔｈ—ｆａｕｌｔ ｏｃｃｕｒｓ ｔｏ １ １０ ｋＶ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ，ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｎｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｒｒｅｃｔ．ｗｈｉｌｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｎｌｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅａｌ—ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅａｓｏｎ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａ１．ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｈａｎｄｌｅ ｔｈｅ ｚｅｒｏ—ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｆａｕｌｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅａｒｔｈ ｆａｕｌｔ；ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｍａｌ—ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ａｎａｌｙｓｉｓ （上接第１７页） 参考文献： 器接点抖动．造成５０３１开关跳闸。 ［１］ＤＬ４０Ｏ一９ｌ继电保护和安全自动装置技术规程［ｓ］． ［２］电力系统继电保护实用技术问答（第二版）［Ｍ］．北京：中国 ６结束语 电力出版社．２０００． 瓦斯保护是反映主变油箱内绕组短路故障及异 ［３］电力系统继电保护原理与实用技术［Ｍ］．北京：中国电力出 常的主保护．安全、可靠的运行是其必要条件。特别 版社．２００８． 是５００ ｋＶ以上的大型变压器瓦斯保护动作必然引 起主管部门的高度重视，所幸的是主变在充电过程 作者简介： 鲍有理（１９６６一），男，安徽安庆人，高级工程师，从事电力系统继 中瓦斯接点偶然闭合（该主变再次充电正常），不影 电保护专业技术管理工作： 响系统的安全稳定运行 建议在后续的主变大修时 周小强（１９７２一），男，江苏宜兴人，技师，从事电力系统继电保护 更换这只瓦斯继电器．以保证主变的正常稳定运行。 专业技术工作。 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｔｒｉｐ Ｆａｕｌｔ Ｃａｕｓｅ ｂｙ Ｂ Ｐｈａｓｅ Ｇａｓ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ５００ ｋＶ Ｍａｉｎ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ＢＡＯ Ｙｏｕ—ｌｉ ．ＺＨＯＵ Ｘｉａｏ—ｑｉａｎｇ （１．ＪｉａｎｇｓｕＷｕｘｉＰｏｗｅｒ ＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｗｕｘｉ ２１４０６１，Ｃｈｉｎａ； ２．ＪｉａｎｇｓｕＹｉｘｉｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｙｉｘｉｎｇ ２１４２００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ５０３ １ ｓｗｉｔｃｈ ｗｉｌｌ ｔｒｉｐ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｇａｓ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｒｅｌａｙ ｃｏｎｔａｃｔ ｐｏｉｎｔ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｏｆ ５００ ｋＶ ｍａｉｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ．Ｔｈｅ ｇａｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｆａｕｌｔｓ ａｎｄ ａｂｎｏｒｍａｌ ｉｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｏｉｌ ｔａｎｋ，ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｓａｆｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｒｕｌｅｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｓ ｔｈｅ ５０３ １．ｓｗｉｔｃｈ ｔｒｉｐ ｂｙ ｆｉｅｌｄ ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍａｋｅｓ ｗｉｎｄｉｎｇ ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒａｃｔｉｎｇ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｔａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｓ ｃｈａｒｇｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｓ ｔｈｅ ｏｉｌ ｗａｖｅ．Ｔｈｒｅｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｅａｖｙ ｇａｓ ｃｏｎｔａｃｔ ｃｌｏｓｕｒｅ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｈｔｅ ａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｏｆ ｇａｓ ｒｅｌａｙ．Ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｆａｕｌｔ ｉｓ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ ｆｏｒｍ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｙｔ ｏｆ ｔｈｅ ｈｅａｖｙ ｇａｓ ｃｏｎｔａｃｔ ｃｌｏｓｕｒｅ ｉｓ ｔｈｅ ｄｏｗｎｗａｒｄ ｆｌｏａｔｎｉｇ ｂａｌｌ ｓｗｉｎｇ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｏｉｌ ｉｓ ｗａｖｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｔｒｉｐ；ｇａｓ ｒｅｌａｙ；ｏｉｌ ｗａｖｅ