关键词：继电保护；故障分析；变压器
一、引言
110千伏三圈变压器保护分为主保护和后备保护。主保护一般包括变压器差动保护和瓦斯保护，其优点是能快速且有选择性的切除保护范围内故障，接线和调试正确后不发生误动。110千伏三圈变压器后备保护则是当主保护故障拒动时断开故障电流从而起到保护作用，其按照电压等级及安装位置划分为高后备、中后备和低后备。低后备是作为10千伏母线及线路的后备保护，中后备是作为35千伏母线及线路的后备保护，高后备是作为变压器主保护和中低侧后备保护的后备保护。
二、事故变电站概况
某110千伏变电站为该县的枢纽变电站之一，其110千伏母线为单母接线，35千伏及10千伏侧母线均为单母线分段配置，该站拥有SSZ10-M-20000/110变压器一台，SSZ10-M-31500/110变压器一台，均为油浸自冷式有载调压变压器。35千伏母线带35千伏线路6条，其中有两条火电上网线路。事故当天2号主变单台运行，1号主变热备用，110千伏母线分裂运行，35千伏及10千伏母线并列运行。一次接线结构如图1所示。
图1
三、事故发现过程
2019年8月8日16:55 咸阳北部地区气温34度，小雨，风力6-7级。调度中心监控员发现110KV某变电站2号主变高后备过流I段动作，三侧开关跳闸，并报出35KV I段母线接地信号。通知变电站运维班组现场组织事故巡视。17:12 变电站运维班组汇报现场保护装置动作报文与调度主站报文一致，一次设备检查无异常。17:13 调度中心向110KV某变电站下令将1号主变热备用转运行，17:20该变电站恢复对外供电，接地信号消失。20：00专业人员赶到现场进行故障排查和分析。
四、故障排除及保护动作原因分析
（一）首先进行将现场故障排查分析人员分为一次组和二次组，同时开展工作。一次组负责全面细致巡视检查变电站一次设备状况，并登上2号变压器进行检查，检查结果未发现设备异常现象。
二次组负责调取各继电保护装置报文信息、故障录波信息、后台监控主机信息、保护定值整定通知单等；组织对相关保护装置进行补充检验，分析保护动作过程及其正确性。
（二）保护排查及动作分析
1、汇总梳理了各综自装置报文信息，具体如下：
（1）35千伏二次消谐装置告警信息：
2019年8月8日17：01：03 35千伏系统接地
（2）110千伏某变电站2号主变高后备保护动作信息：
2019年8月8日17：01：04：895整组启动。
2019年8月8日17：01：05：799复压过流I段动作。BC相短路，故障电流4.48A。
（3）2号主变差动保护动作信息：
2019年8月8日17：01：04：895整组启动。
（4）35千伏1号线路保护装置动作信息：
2019年8月8日17：01：04：894整组启动。
（5）35千伏3号线路保护装置动作信息：
2019年8月8日17：01：04：893整组启动。
2、对2号主变差动保护、中后备保护、高后备保护、35千伏1号线路、35千伏2号线路进行保护装置补充检验。
各保护装置检验结果全部合格。
3、故障录波分析情况
35千伏1号线路2019年8月8日17：01：04：894- 17：01：05：799 B相存在短路电流，经计算一次短路电流为768A。
35千伏3号线路2019年8月8日17：01：04：893- 17：01：05：799 C相存在短路电流，经计算一次短路电流780A。
变压器中后备保护2019年8月8日17：01：04：894- 17：01：05：799 BC两相相存在短路电流，经计算短路约为847A。
变压器高后备保护2019年8月8日17：01：04：894- 17：01：05：799 BC两相存在短路电流，经计算短路约为270A。
变压器差动保护2019年8月8日17：01：04：894- 17：01：05：799 BC两相存在穿越性短路电流。
4、各保护装置定值投入情况
（1）35千伏1号线路保护：
CT变比为600：5，保护投入无方向过流Ⅰ段28.14A/0S、过流Ⅱ段15.53A/0.8S、过流Ⅲ段7.7A/1.1S。
（2）35千伏3号线路保护：
CT变比为600：5，保护投入无方向过流Ⅰ段7.98/0.6S、过流Ⅱ段7.98A/0.6S、过流Ⅲ段4.62A/1.1S。
（3）变压器中后备保护：
CT变比为600：5，保护投入方向过流Ⅰ段2.98/0.9S、无方向过流Ⅱ段5.56A/1.4S、无方向过流Ⅲ段5.56A/1.7S。
（4）变压器高后备保护：
CT变比为300：5，保护投入无方向过流Ⅰ段1.92/0.9S、无方向过流Ⅱ段3.89A/2S、无方向过流Ⅲ段3.89A/2S。
5、故障及保护动作分析
通过以上信息综合分析，事故时35千伏系统有接地现象发生，且35千伏系统35千伏1号线路B相和3号线路C相在同一时间单相存在短路电流，从而得出35千伏系统35千伏1号线路B相和3号线路C相在同一时间发生接地故障，进而形成了35千伏系统BC相接地短路故障。
故障时35千伏1号线路、3号线路故障电流达到过流III段保护定值，经延时后该保护应动作于跳闸。故障电流分别达到2号主变中后备过流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护定值，由于过流过流Ⅰ投入了指向变压器的保护，因此中后备过流Ⅰ段不会动作于跳闸；而过流Ⅱ、Ⅲ段应经延时动作于跳闸。故障电流同时达到2号主变高后备过流Ⅰ段定值，由于高后备过流Ⅰ段保护不带方向性，且其定值时间短于中后备过流Ⅱ、Ⅲ段、35千伏3号线路过流Ⅲ段保护定值时间。因此，2号主变高后备过流一段保护抢先动作，造成保护越级跳闸事故。
五、事故原因调查
经进一步调查，查阅继电保护工作记录，该变电站于2019年6月进行了全站二次设备改造工程。由于35千伏系统中有两条电厂上网线路，针对此原因，变压器中后备与高后备分别设置了时间较短且带反方向的过流Ⅰ段保护和时间较长且带正方向的过流Ⅱ、Ⅲ段保护。
变电站现场2号主变保护定值整定通知单为调试定值单，定值单中高后备定值单中控制字17项“过流保护方向指向”置“0”。但在调试过程中调试人员与整定计算人员进行了沟通，通过试验验证确认将该项由置“0”改为置“1”，但调试定值单上内容未作修改。由于工程工期需要，在未下发正式定值整定通知单时，6月30日将变压器投运。后在2019年8月4日进行的例行定值检查过程中，运维人员根据调试定值单，又将置“1”改为置“0”，从而最终导致了8月8日变压器保护越级动作事故。
六、事故经验分析总结
通过本次事故，总结出在发生继电保护动作跳闸时，进行排查分析时一些必要的工作。
1、继电保护动作跳闸后，一次设备的故障巡视与检查仍然必不可少。
2、现场应认真核对保护定值整定通知单与保护装置定值录入内容的一致性，排查因定值单录入错误导致保护误动。
3、对相关保护装置及二次回路进行补充检验，排查因保护装置和二次回路自身故障和缺陷导致保护误动。
4、调阅继电保护工作记录，排查保护历次工作情况及存在问题、定检检修情况等。
5、查阅各类继电保护及安全自动装置信息报文，综合分析。
结语
本次事故是在设备跳闸发生后，巡视检查一次系统未发现任何异常的情况下，完全通过调取继电保护及安全自动装置的各类信息资料分析倒推出事故原因，还原事故真相。希望为类似事故的排查分析、预防起到借鉴作用，从而进一步确保电力系统的安全可靠运行，提升供电可靠率。
参考文献：
[1] 姚创, 李永丽, 张卫正,等. 变压器后备保护拒动原因分析与改进[J]. 电网技术, 2014, 38(1):248-254.
[2] 曹玉林. 一起变压器后备保护越级动作分析[J]. 硅谷, 2011(5):175-175.
作者简介：党伟，（1981.7-），男，汉，陕西，大学本科，助理工程师，研究方向：继电保护
论文作者:党伟
论文发表刊物:《中国电业》2019年15期
论文发表时间:2019/11/20
标签：过流论文; 变压器论文; 动作论文; 变电站论文; 线路论文; 故障论文; 定值论文; 《中国电业》2019年15期论文;