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摘要：220kV变压器间隙保护作为变压不接地运行时的后备保护，近年来误动事件频发，对电力设备的安全以及电力系统的稳定运行造成了极大的威胁。为找到220kV主变压器间隙保护误动作的原因，对查找220kV系统存在高阻接地故障、零序电流的分布进行了深入的研究，结合电网和主变压器的接线情况，详细分析了间隙保护零序电流过流保护动作原因；指出了误动作的原因主要是零序电流互感器二次回路接线错误，并由相邻变电站线路B相高阻接地故障直接引起；提出了加强工程施工及验收管理、加强继电保护设备检验工作等建议，以避免此类事故再次发生。
关键词：变压器；间隙保护；误动作；改进措施
0引言
根据电网运行方式，变压器中性点可直接通过接地刀闸接地运行，也可经间隙接地运行，即通常所说的不接地运行。在中性点不接地运行时，配置间隙零序过流零序过压保护作为接地故障的后备保护[1-4]。间隙保护全称为变压器中性点间隙接地保护成套装置。主要用于110KV和220KV变压器中性点过电压保护。间隙保护的优点是结构简单、可靠、运行维护量小。在工频、操作和雷电过电压下都可对变压器进行保护[5-8]。近年来电力系统发生了多起主变中性点放电间隙保护误动事件，不仅造成了主变停运，也给电网安全稳定运行和可靠供电造成了严重影响[8-10]。
本文针对2016年蒙东电网某220kV变电站发生的一起基于零序电流互感器二次回路接线错误，由相邻变电站线路B相高阻接地故障引起的主变间隙保护误动作事件进行分析，并分析了此次事故中所暴露出来的问题，并提出了改进建议。
1现场情况
220千伏系统双母线运行，1号主变、奈红1线、红扣1线、红和1线在I母线运行；科红线、奈红2线、红扣2线、红和2线在II母线运行。1号主变中性点直接接地运行。66千伏系统双母线运行。
2016年08月03日10时24分42秒，红星220千伏变电站（2015年12月5日投运）1号主变B套保护装置（CSC-326BE）高压侧间隙电流保护动作，1号主变220千伏侧2201开关、66千伏侧601开关跳闸，1号主变停运。
11时40分，有关人员到达红星220千伏变电站，核实1号主变保护动作情况、检查一次设备情况。具体情况如下：
1号主变保护装置动作情况：B套保护装置高压侧间隙电流保护动作，A套保护装置未动作。1号主变配置2套故障录波装置，均启动录波。A套录波报告显示直接接地CT有零序电流，B套录波报告显示直接接地CT和间隙接地CT均有零序电流。检查1号主变本体、两侧开关、刀闸、电流互感器等设备均无异常。对1号主变进行常规试验和绕组变形试验，各项试验数据合格。
2事故分析
2.1主变保护装置动作情况
A套保护装置未动作；B套保护装置高压侧间隙电流保护动作，3I0=2.531A，3U0=3.141V。具体详见下图，同时可见直接接地保护电流间隔也采到零序电流（8-IH0通道）。
图7 奈曼变故障录波器采集各间隔的零序电流分布图
通过整定计算软件故障仿真计算，当吉奈线发生经300欧姆过渡电阻B相接地故障时，流过各间隔的零序电流分布和故障录波文件显示的各支路零序电流基本相等，此时流过红星变1号主变中性点的零序电流为110A也与红星变故障录波装置采样值基本相等，更进一步说明红星变主变保护动作是由吉奈线B相高阻接地故障引起的。
2.4吉奈线线路保护未动作原因分析
吉奈线为多个风电场T接并网线路，未配置双侧纵联保护，仅奈曼变侧配置了双套距离、零序保护。根据故障录波报告可知：故障初始2.4s内吉奈线零序电流大于1A，2.4s-2.7s小于1A，2.7s-5.8s再次大于1A，然后消失。零序电流保护IV段定值为1A、3.5s，因零序电流连续保持时间小于3.5s，所以保护不动是正确的。由于吉奈线经高阻接地，保护安装处电压跌落不明显，经计算，接地距离II、III段保护均未到达定值，接地距离保护不动也是正确的。
2.5.事故原因分析
（1）吉奈线发生B相高阻接地故障，且吉奈线由于接线结构原因未配置全线纵联保护导致吉奈线未快速动作切除故障是本次事故的直接原因。
（2）建单位施工质量不良，没有严格按照施工图纸进行接线，导致红星变主变埋下零序电流互感器二次回路接线错误隐患是本次事故的主要原因。
（3）运维单位验收不到位，是本次事故的次要原因。
3.暴露问题
（1）一次网架结构不合理，风电场并网线路不能配置全线纵联保护
蒙东所辖范围风电场并网线路大多数为T接多个风电场的接线结构，导致并网线路不能配置全线纵联保护，因而存在线路发生高阻接地故障时无法快速切除故障、风电场主变低压侧内部故障高压侧开关失灵时无保护动作等问题，严重威胁电网安全运行。
（2）基建单位对基建工程施工质量管控不到位
红星变电站于2015年12月5日投运，本次事故暴露出基建工程建设、调试、监理等环节管控不严、不到位，施工单位二次接线错误，调试质量不良，工作不认真，埋下红星变主变中性点零序电流互感器二次回路接线错误等隐患。
（3）运维单位验收把关不严
验收不细，把关不严，未严格按《继电保护及二次回路安装及验收规范》（GBT 50976-2014）5.1.3条款要求对二次回路所有接线，包括屏柜内部各部件与端子排之间的连接线的正确性和电缆、电缆芯及屏内导线标号的正确性进行检查，验收过程中未能及时发现主变保护间隙电流接线错误。
4.结语
文中所述220kV变电站主变压器间隙保护误动作的原因主要是零序电流互感器二次回路接线错误，并由相邻变电站线路B相高阻接地故障直接引起，事故暴露出许多问题，应当引起重视。有鉴于此，对我公司系统220kV变电站接线或施工方面建议如下：
（1）可研规划阶段应充分考虑继电保护对电网接线结构的配合要求，220千伏风电场并网线路应采取专线接入系统，从而保证并网线路配置全线纵联保护，风电场220千伏断路器配置失灵保护，确保电力系统安全稳定运行。
（2）应加强工程施工质量管理，严格按照设计图纸施工，严肃三个项目部质量管理职责，强化质量监督检查，确保工程施工质量。
（3）应加强工程验收管理，严格按照继电保护及二次回路安装及验收规范内容，对现场验收大纲进行修编，并对验收人员进行培训，确保验收人员全面掌握现场验收项目、标准，把好设备投运最后一道质量检验关。
（4）对于新投运变电站，运维单位应加强继电保护设备的第一次全部检验工作，加强区外故障时变电站故障录波装置录波报告的分析工作，进一步检验新投运工程是否埋下隐患。
参考文献
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作者简介：
姜传霏（1981.5-），男（汉族），吉林省，职称：副高级工程师，研究方向：电力系统运行，单位：国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司变电运检中心。
论文作者:姜传霏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/12
标签：间隙论文; 故障论文; 电流论文; 接线论文; 变压器论文; 变电站论文; 红星论文; 《电力设备》2017年第29期论文;