一起雷击线路引起主变差动保护误动研究.doc

一起雷击线路引起主变差动保护误动研究［摘要］农电网某110kV变电站为内桥接线方式兼有送岀 线路，其送岀线路遭受雷击故障时，使站内主变差动保护动 作跳闸，事故后进行进线线路倒闸操作时，又出现不带电的 主变零序电压电流保护动作，跳进线开关分析认为其原因 在于：TA磁饱和引起主变差动保护误动；110kV少油断路 器的均压电容与母线TV发生铁磁共振引起主变的零序电压 电流保护动作该文对此提岀了防范措施［关键词］内桥接线主变差动动作磁饱和铁磁共振0引言农电网的XOkV变电站大多采用内桥接线方式，桥路开 关两侧的进线设备和母线上的设备均在主变差动保护范围， 部分农电网结构还不完善，在桥接差动保护范围内有的还T 接了送出线路，使差动保护范围内的设备增多，保护更为复 杂，误动的机率增大农网还有为数不少的笛OkV少油断路 器带有均压电容，母线TV采用电磁式电压互感器，而桥接 方式的母线通常较短，常发生铁磁谐振故障本文分析一起 桥接范围内T接送出线路遭受雷击引起主变差动保护误动跳 闸事故，在事故处理的倒闸操作过程中又岀现铁磁谐振故障的典型案例1事故概况农电网某变电站，在一次强雷电活动中，站内忽见一道闪电一声巨大雷鸣，随即#1主变差动保护动作，"0kV玉林161开关,110kV林苍线163开关、#1主变10kV侧661开关跳闸。

事故前该变电站"OkV主接线方式如图1所示图1事故时11OkV系统接线方式示意简图 由图1可见QOkV系统是内桥接线方式，事故前11OkV161开关带11OkVI段母线运行供#1主变及110kV163出线； 11OkV内桥100开关，10kV母分600开关均在热备用状态； 110kV162进线开关带110kVII段母线运行供#2主变事故后倒闸操作过程中，"OkV 163开关在断开状态、110kV 1612刀闸在断开,即送岀线路和#1主变均不带电的 情况下,110kV161开关转运行后,#1主变零序电压保护动 作,110kV 161开关立即跳闸2站内故障检查与试验情况对#4主变差动范围内的主变本体及差动范围内的一、二次设备进行全面检查及测试，测试结果正常由于该站的设 备比较老旧，未装有故障录波装置，增加了事故分析的难度为此，调查了供受电侧的情况1 )该受电侧变电站距离供电侧某220kV变电站仅2km ,查供电侧送出间隔的故障录波，为三相短路故障，其中A、B相电流达15.6kA且相位相反，确定故障点的存在因受电侧主变的差动动作跳闸时间为0秒，故供电侧玉叶变 的该线路保护有启动而没有跳闸2 )查主变差动范围内设备，110kV I段母线避雷器三相各动作一次，确定有雷电过电压。

3 )查事故的受电侧变电站110kV系统为内桥接线方 式，但#1主变差动110kV 161 CT范围内T接有送出间隔 110kV 163 线路4)鉴于故障点的存在而站内设备无问题，因短路电流 较大，判断故障点在110kV163送出线路的首端，即在变电 站附近的线路遭受雷击短路，对送出线路的163线路全线登 杆检查，发现距离变电站约300米的3#杆三相绝缘子及其 均压环都有新的烧伤痕迹3事故分析110kV 163线路短路故障，为何该线路保护没有启动、 为何主变差动动作、为何在倒闸操作中#1主变不带电其零序 电压电流保护会动作？这些是需要分析的主要问题3.1继电保护的检查分析 110kV 163线路距离保护与主变差动保护的动作时限都是0秒，但在通过较大短路电流的情况下，LCD・4型差动 继电器的动作时间一般比晶体管距离保护的动作时限快，实 测1#主变差动保护在较大电流的情况下动作时间为10ms左 右,又故障只持续了两个周波多一点,只有四十几毫秒,因 此110kV 163线路发生短路故障时主变的差动保护先于线路保护动作至出口跳闸，致使线路的晶体管距离保护启动后>2<还未出口跳闸就已返回（JJ - 22晶体管相间距离保护启动后，零指示器无法自保持，故障量消失后零指示器自动返回, 只有保护至出口跳闸后信号才能保持L致使110kV 163线 路保护未能首先切除故障点，扩大成#1主变差动保护动作 跳闸。

3.2 CT的励磁特性的测试与分析测量了 110kV161CT. 110kV163CT的伏安特性，如表仁表2数据，励磁特性曲线如图2两组CT同是上海互感 器厂制造而出厂日期不同，同励磁电流下的电压不同，励磁 饱和曲线初始段的曲率不大一致该变电站110kV为内桥接线方式,#1主变差动范围内的 110kV侧,110kV161开关为送入,110kV163线路为送岀 线路，这种接线方式不大合理，110kV163线路遭受雷击短 路，较大的短路电流均流过110kV163TA. 110kV161 TA , 故障录波二次电流的幅值高达130A ,折算到一次侧为 15.6kA ,是额定值的26倍电流互感器在过流情况下工作 时，由于励磁电流波形畸变，二次电流就不是正弦波，不在 适用相量图表示，一般不能用电流误差与相位差简单的相量 和来规定互感器的误差特性，应用复合误差来衡量准确限 值查该两组CT的准确限值均为10P15 ,即只要短路电流不超过15倍的额定电流，互感器的复合误差就不会超过 10%[1]o由于实际短路电流是额定值的26倍，显然CT在 短路电流下励磁处于高度磁饱和状态，此时二次电流波形必 然严重畸变，角比差均变大，其复合误差将大大超过继电保 护允许的10%o与此同时，#1主变10kV 661 TA没有承受短路电流，从而流经#1主变差动保护【路中的电流必然产生差流；虽然110kV 161 TA与110kV 163 TA二次电流方向整定相反互为抵消，保护向量测试正常，正常情况下不致产 生差流，但两组CT励磁饱和特性曲线既有差别，两者之间 二次电流不能完全抵消，也增大了#1主变差动保护回路的差 流，最终引起#1主变差动保护误动。