摘要：针对扎鲁特换流站5623交流滤波器C相不平衡保护跳闸事件，结合换流站运行方式，借助波形和事件列表分析跳闸原因，本文详细介绍了故障的原因。
关键词：交流滤波器；不平衡保护；鸟害；电容器
1 概述
故障前设备运行工况：
1）直流场：双极1470MW大地回线平衡运行。
2）交流场：扎向#1线、扎向#2线、扎昌#1线、扎昌#2线、扎科#1线、扎科#2线、扎科#3线运行，500kV #1M、#2M运行，1号调相机、2号调相机运行，其余开关均在运行。
3）500kV站用变压器511B、512B、5163DK母线高抗运行，所有低抗均在运行状态。
4）交流滤波器场5614、5623、5624交流滤波器运行，其余17小组交流滤波器均在热备用状态。
5）站用电Ⅰ回、Ⅱ回、III回运行。
故障概述：
2018年3月17日18时16分39秒，OWS报第2大组滤波器保护系统A第3小组HP3高压电容器不平衡保护C相跳闸_启动产生、第3小组HP3高压电容器不平衡保护C相跳闸_动作产生，第2大组滤波器保护系统B第3小组HP3高压电容器不平衡保护C相跳闸_启动产生。5623小组滤波器进线开关5623跳开，同时5623开关锁定，18时16分44秒，直流站控判断最小滤波器不满足要求，投入5635 HP3小组交流滤波器。
事件列表：
2 现场检查和处理情况
异常发生后，根据异常事件发生的范围，扎鲁特换流站立即组织安排3组人员分别对5623小组滤波器一次设备、53小室滤波器保护装置、故障录波进行检查，具体实施如下。
1、现场检查情况
现场对5623小组滤波器电容器设备本体进行检查，未发现明显异常。
现场检查确认53小室第二大组滤波器保护装置A套保护装置动作，第二大组滤波器保护装置B套保护装置未动作。
2、故障波形分析
1）滤波器小组不平衡保护原理如下图1所示。
图1 交流滤波器不平衡保护原理图
交流滤波器小组不平衡保护原理
交流滤波器小组不平衡保护原理为：各小组滤波器不平衡光CT测量值与对应的尾端CT电流进行除法计算，计算值超过整定定值，小组滤波器不平衡保护动作。
滤波器保护采用双重化配置，保护采用”启动”+”动作”出口逻辑，当一套滤波器保护AFP的”启动”+”动作”满足条件时，保护出口。
扎鲁特站交流滤波器保护装置采用许继集团HCM3000保护装置，共有四大组滤波器，共八套保护装置，每大组滤波器有A/B两套保护装置，每套保护装置的测量回路相互独立，单套保护的”启动”和”动作”共用一个绕组（包括不平衡光CT）。
不平衡保护启动+动作分别为三段式电流保护：
I段为报警段
当
时，延时10s报警；
II段为120min延时跳闸段
当
时，延时120min跳闸；
III段速断跳闸段
当
时，延时20ms跳闸；
2）不平衡定值计算及波形分析
（1）第二大组滤波器保护A套启动分析
图 2滤波器保护A套启动故障录波数据
（注：IUNB为5623交流滤波器HP3光CT C相不平衡电流；IW_UNB为5623交流滤波器HP3尾端电流）
由图2所示，故障发生时刻，C相不平衡电流达到0.553A。尾端电流有效值Iw=320.81A，则不平衡启动定值为：
不平衡电流达到不平衡启动定值，延时30ms，达到20ms延时定值，保护A启动。
（2）第二大组滤波器保护A套动作分析
图 3滤波器保护A套动作故障录波数据
（注：IUNB为5623交流滤波器HP3光CT C相不平衡电流；IW_UNB为5623交流滤波器HP3尾端电流）
由图3所示，故障发生时刻，C相不平衡电流达到0.554A。尾端电流有效值Iw=320.81A，则不平衡跳闸定值为：
不平衡电流达到不平衡跳闸定值，延时28ms，达到20ms延时定值，保护A出口跳闸。
（3）第二大组滤波器保护B套启动分析
图 4滤波器保护B套启动故障录波数据
（注：IUNB为5623交流滤波器HP3光CT C相不平衡电流；IW_UNB为5623交流滤波器HP3尾端电流）
由图4所示，故障发生时刻，C相不平衡电流达到0.513A。尾端电流有效值Iw=320.81A，则不平衡启动定值为：
不平衡电流达到不平衡启动定值，延时21ms，达到20ms延时定值，保护B启动。
（4）第二大组滤波器保护B套动作分析
图 5滤波器保护B套动作故障录波数据
（注：IUNB为5623交流滤波器HP3光CT C相不平衡电流；IW_UNB为5623交流滤波器HP3尾端电流）
由图5所示，故障发生时刻，C相不平衡电流达到0.511A。尾端电流有效值Iw=320.81A，则不平衡跳闸定值为：
不平衡电流达到不平衡跳闸定值，延时12ms，未达到20ms延时定值，所以保护B未出口。
综上，滤波器保护正确动作。
3 一次设备检查
1）现场检查
在发生故障后，检修一次人员第一时间对现场5623交流滤波器C相电容器设备进行检查，具体如下：
（1）电容器塔支柱绝缘子无放电、变形现象；
（2）单只电容无渗油、鼓包现象；
（3）电容器接头无断股、放电、松动现象；
（4）C相电容器塔下方有一只死禽，经检查，该死禽翅膀内侧绒毛大量脱落，肌肉组织完好，现场照片如下图：
图 6 C相电容器塔死禽图片
2）现场一次设备试验情况
（1）高压不平衡电容器组单只额定电容CN值为53.49μF，单桥臂采用2并32串，计算值为53.49*2/32=3.34μF。现场通过实际测量，桥臂间电容值差值满足产品技术参数要求，桥臂电容值如下：
另现场对高压电容器组256只电容器分别测量，单只电容器电容值不平衡度均小于3%，满足规范要求。
对电容器进行低压加压不平衡电流测量，不平衡电流值为15.5μA，折算到额定高压值为11.86mA。标书中规定，电容器组不平衡初始值应小于不平衡Ⅰ端报警值（192mA）的25%，即48mA。实测不平衡电流值满足要求。
不平衡光CT注流试验检查。对C相不平衡光CT进行了0.01A、0.5A、1.0A一次注流试验，后台分别对内置录波、外置录波、OWS光CT数据监视数据进行了比对，采样结果正常，不平衡光CT回路没有问题，照片如下：
图7 C相注流1A启动程序采样
图8 C相注流1A动作程序采样 图9 C相注流1A外置录波采样
图10 C相注流1A OWS显示值
4 原因分析
经过现场全面检查，保护正确动作，电容器等一次设备均无异常，结合现场发现一只死禽，初步判断是鸟害导致此次跳闸事故。
参考文献：
[1]直流输电控制保护系统分析及应用，陶瑜，2015；
[2]高压直流输电与柔性交流输电，杨晓萍，2010；
作者简介：
王纯（1988-），女，汉族，内蒙古通辽市，国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司，工程师，现从事换流站设备检修工作。
冯裕山（1987-），男，汉族，内蒙古通辽市，国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司，工程师，现从事换流站设备检修工作。
论文作者:王纯,冯裕山
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：滤波器论文; 不平衡论文; 电流论文; 电容器论文; 动作论文; 故障论文; 小组论文; 《电力设备》2018年第34期论文;