一起干扰造成主变差动误跳闸的原因分析及防范措施

1 事故简况及保护信息

2008年10月14日15时05分, 雨天110KV八所站#2主变差动保护动作跳开#2主变高、低两侧开关 (当时中压侧开关处热备用状态) 。试验人员经现场查看, #2主变WT-2021差动保护装置“事故”、“预告”灯亮, 装置面板有“差动速断”、“比率差动”、“CT断线”报文信息。当时#2主变差动保护装置发出异常声响 (据运行人员观察, 异常声响为主变跳闸后发出的) , 当即决定关掉装置电源, 重启后异常声响消失。重启保护后查看装置故障信息, 发现从15时05分差动速断动作跳开高、低两侧开关, 直到15时46分, 保护装置一直在发“差动速断”、“比率差动”和“CT断线”故障信息, 查阅后台也有相关故障信息。检查#2主变本体、三侧开关及电流互感器及站内其他保护装置无任何异常。

2 事故前运行方式及事故后方式安排

事故前该站运行方式:110kV罗八I线带八所站#1、#2主变运行, #1主变中压侧开关运行带35kV负荷, 低压侧开关处热备用;#2主变低压侧开关运行带10kV负荷, 中压侧开关处热备用。事故后运行方式:#1主变低压侧开关转运行, 恢复所有10kV负荷。#2主变三侧开关转检修。

3 事故后保护检验及二次回路检查

事故跳闸后地调所继保班对#2主变差动保护装置进行检验及开关传动、二次回路检查均正常。

4 保护动作初步分析

经查询罗带站故障录波装置及110kV罗八I线保护装置, 15时05分时没有故障启动文件。15时12分左右故障录波装置及110kV罗八I线保护装置均有启动文件, 经调用录波分析, 此文件为#1主变带上10k V负荷时的启动文件。再看#2主变差动保护装置在15时05分差动速断动作跳开主变跳开高、低两侧开关后, 一直有“差动速断”、“比率差动”和“CT断线”故障信息, 且均有差流和故障相别记录, 且保护装置一直有异常的声响, 直到保护装置断电重启后恢复正常。通过以上信息初步判断2#主变差动保护动作不是主变故障引起, 而是由于保护装置设备故障引起差动保护误动。根据故障信息记录的动作信息及差流值, 初步判断当时保护装置的采样值出现不正常的偏差引起保护动作。

5 对保护装置进行检测试验

继保工作人员会同厂家技术人员现场对2#主变差动保护装置进行试验, 没有发现外表异常, 于是更换该差动保护装置返厂做进一步检测。返厂的差动保护装置进行测试, 结果显示装置功能没有问题, 采样正确, 保护动作正确。在实验室用电快速瞬变脉冲群发生器进行传导性电快速瞬变脉冲群的骚扰实验时发现保护装置工作异常, 情况如下。

样品:110kV八所变电站#2主变差动保护装置WT—2021, 装置在工作状态, 差动速断、比率差动均投入, 对电源回路施加±1000V～±2000V实验电压, 重复频率5kHz, 试验时间1min/次, 试验电压施加次数正负极性各3次的电快速瞬变脉冲后, 装置出现“差动速断”、“比率差动”误动作。

将样品的电源板更换为新电源板, 对电源回路施加±4000V实验电压, 其它条件相同, 重复上述实验, 装置工作正常。经过进一步分析、观察发现, 电源板小背板固定螺丝有松动现象, 将样品的电源板更换为旧电源板, 将电源板小背板固定螺丝可靠拧紧, 其它条件相同, 重复上述实验, 装置工作正常。通过对电源插件样品进行测试时发现, 其5V及±12V电源输出正常, 24V电源输出正常。绝缘强度、浪涌耐受, 绝缘电阻均满足要求。

6 原因分析

通过实验发现, 当电源板小背板固定螺丝松动时, 如遇较强干扰时会造成装置工作不正常。检查发现, 当电源板小背板固定螺丝松动时, 电源模块的接地端不能可靠接地, 造成电源模块抗干扰能力下降, 从而使装置工作不正常。

保护装置开关电源的滤波器是通过小背板固定螺丝与大地相连接的, 如图中的R。因为所有连接不论其电阻大小都会有一个接触电阻。从图中可以看出, 当外部的共模干扰源对装置产生干扰时, 如果接触电阻很小, 则共模干扰可以通过“大地→共模干扰源→滤波器→接触电阻→大地”形成回路, 对保护装置保护形成干扰或干扰水平在保护装置可接受的范围内。如果接触电阻R变大, 就会使通过“大地→共模干扰源→滤波器→装置其它部分→分别电容→大地”回路的干扰信号加大, 从而导致装置工作异常。如图1所示。图1 试验原理图

而电源板小背板固定螺丝的松紧程度将影响接触电阻的大小。通过反复重复上述实验证明, 只要将样品的电源板小背板固定螺丝可靠拧紧, 装置就能正常工作 (接触电阻较小) , 反之 (接触电阻变大) 装置就可能出现工作不正常的情况。

7 结语

(1) 此次110kV八所变电站差动保护误动作应该是由于保护装置电源板小背板固定螺丝松动, 引起电源模块的接地端接地不牢靠, 使电源模块抗干扰能力下降, 当外部有干扰源触发时, 导致电流的采样值异常而引起保护误动作。 (2) 保护装置在可靠接地后, 保护装置采样、动作逻辑等均正常。也就是说保护装置本身各插件均正常、完好。

8 整改意见及防范措施

(1) 全面检查各类保护装置及其插件的接地可靠情况, 并采取拧紧所有插件背板螺丝保证其插件、装置等接地良好。避免干扰源对运行设备造成的影响, 杜绝此类事故的发生。 (2) 全面检查其他综合自动化装置的接地可靠情况, 采取有效措施保证其接地良好, 消除干扰源对运行设备造成的危害, 保障电力设备的安全可靠运行。

摘要：在电力设备的运行中干扰源无时不在, 由干扰引发的事故也屡屡发生, 本文结合一起干扰造成主变差动误跳闸事故, 分析了其原因并提出了防范措施!

关键词：变压器,干扰,故障