一起備自投保護(hù)動(dòng)作事件分析及電壓二次回路驗(yàn)收研究

0引言

電壓互感器是連接一次電壓回路與二次電壓回路的樞紐單元,其對應(yīng)的二次電壓回路異常可能導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作。備自投在工作電源因故斷開后,能自動(dòng)而迅速地將備用電源投入,對保證用戶的連續(xù)供電起到重要作用^[1—2]。電壓二次回路接線正確與否對于備自投能否正確動(dòng)作起到?jīng)Q定性作用^[3—4]。

本文針對某110 kV變電站一起由電壓二次回路引起的10 kV備自投動(dòng)作情況進(jìn)行分析,并對電壓二次回路驗(yàn)收方法進(jìn)行探究。

1 事件情況與原因分析

1.1 事件基本情況

某110 kV變電站10 kV為雙母單分段接線,2020年5月2日該站10 kV備自投動(dòng)作,502開關(guān)跳閘,545開關(guān)未合閘,10 kV 5號母線失壓;調(diào)度監(jiān)控發(fā)現(xiàn)545開關(guān)未合閘后,遙控合上545開關(guān);運(yùn)行人員到現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)10 kV 4、5號母線PT二次無電壓,遙控拉開545開關(guān)、501開關(guān),10 kV母線全?！，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)10 kV 5號PTC相一次保險(xiǎn)燒毀,C相PT試驗(yàn)不合格;10 kV 4號PT三相保險(xiǎn)燒毀,三相PT試驗(yàn)均不合格,同時(shí)PT 二次接線燒毀嚴(yán)重,如圖1所示。

1.2 備自投動(dòng)作情況與錄波分析

備自投動(dòng)作情況:10 kV備自投保護(hù)動(dòng)作,502開關(guān)跳閘,545開關(guān)未合閘。通過圖2查看故障錄波發(fā)現(xiàn)10 kV 4號、5號母線PT二次同時(shí)失壓,并且IL1的電流值維持在0.269 A,IL2的電流值維持在0.169 A左右,IL1滿足備自投電流閉鎖定值0.2 A的要求,IL2不滿足備自投電流閉鎖定值0.2 A的要求,因此10 kV備 自投跳502開關(guān)動(dòng)作。

通過查看錄波圖發(fā)現(xiàn)10 kV 4號、5號母線PT二次同時(shí)失壓,因此在502開關(guān)跳開后,備自投裝置未檢查到4號母線PT二次電壓,備自投邏輯不能繼續(xù)合545開關(guān)。

1.3 二次回路檢查與故障原因分析

現(xiàn)場檢查PT二次接線情況,發(fā)現(xiàn)L630回路設(shè)計(jì)錯(cuò)接到母線測控裝置的a6、b6端子,而裝置上a6、b6端子的用途是接電流回路。正常運(yùn)行時(shí)由于3U₀ 電壓很低,不會產(chǎn)生嚴(yán)重影響,但是當(dāng)10 kV系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時(shí)3U0 電壓會升高,相當(dāng)于將3U₀短路,產(chǎn)生大電流,對PT和二次線產(chǎn)生很大的影響。

5月2日,該站10 kV系統(tǒng)發(fā)生一次接地故障,造成3Uo電壓升高,由于3U₀回路接線錯(cuò)誤,10kV4號 PT二次線在轉(zhuǎn)彎處外皮絕緣損壞,如圖3所示,進(jìn)一步加劇了3U₀ 回路故障,進(jìn)而燒毀10 kV4號PT及二次線。當(dāng)時(shí)10 kV 4號、5號母線PT處于并列狀態(tài),二次電壓處于同步狀態(tài),當(dāng)其中一段母線出現(xiàn)接地故障時(shí),4號、5號母線PT二次3U₀回路同時(shí)出現(xiàn)故障電壓,造成4號、5號PT同時(shí)損壞,導(dǎo)致失壓,與此同時(shí)502進(jìn)線電流較小,不滿足備自投閉鎖條件,進(jìn)而導(dǎo)致備自投誤動(dòng)。

2 10kV電壓二次回路驗(yàn)收方法

上述事件體現(xiàn)出在電網(wǎng)一次側(cè)無故障時(shí),3U₀回路上的接線問題不會體現(xiàn)出來^[5],但當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路等故障時(shí),3U₀立即升到較大數(shù)值,根據(jù)反措^[6]要求,3U₀回路不得裝設(shè)熔斷器,故錯(cuò)誤的接線將可能嚴(yán)重?zé)龎碾妷憾位芈芳袄@組,因此,要確保電壓二次回路接線的正確性、可靠性。在新建站基建或電壓互感器改造等工作中,驗(yàn)收時(shí)應(yīng)采用一次通壓方法_[7],即直接在電壓互感器一次側(cè)加壓,工作人員在二次側(cè)進(jìn)行測量,確保電壓互感器極性、變比及二次回路的完全正確。

下面以某10 kVPT改造為例,提出電壓二次回路在調(diào)試階段和送電階段的驗(yàn)收方法。10 kV一次接線方式為單母線分段,兩段母線可以實(shí)現(xiàn)一次、二次并列,兩段母線上各有一只三相電壓互感器。圖4為常規(guī)三繞組電壓互感器的接線方式,互感器變比為10/√ 3 /0.1/√ 3 /0.1/√ 3/0.1/3,其中繞組一用于計(jì)量,繞組二用于保測,繞組三用于3U₀。驗(yàn)收前要切實(shí)做好二次圖紙的審查工作,及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題,保證在投運(yùn)前進(jìn)行整改。

2.1 調(diào)試期間電壓二次回路驗(yàn)收方法

結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)與理論分析,提出調(diào)試期間電壓二次回路檢查驗(yàn)收順序如下:

1)對照圖紙和說明書檢查PT二次接線端子、開關(guān)柜端子排、空開、繼電保護(hù)、測控裝置背板等所有電壓二次回路接線正確可靠,特別注意檢查3U0組角回路接線。

2)用點(diǎn)極性方法驗(yàn)證各電壓二次回路極性正確性。

3)測量一次設(shè)備絕緣,在絕緣電阻符合規(guī)定值的情況下方可一次通壓。

4)測量PT二次回路直阻與絕緣。

5)未打電壓二次并列把手,為便于計(jì)算與觀測,在一段母線上的電壓互感器一次側(cè)A相加入100 V的電壓,為減少感應(yīng)電壓影響,令B、C相一次接地。

6)觀察同一段母線上所有線路繼電保護(hù)與測控裝置、電容器繼電保護(hù)與測控裝置、站用變繼電保護(hù)與測控裝置、變壓器(低壓側(cè))繼電保護(hù)與測控裝置,備自投、母線測控裝置,故障錄波裝置、網(wǎng)絡(luò)分析儀中母線A相電壓顯示數(shù)值和監(jiān)控后臺電壓顯示數(shù)值,應(yīng)為1 V,B、C相為0。

7)觀察母線測控裝置3U₀顯示值,應(yīng)為0.57 V,萬用表測量端子排3U0組角回路電壓,記錄如表1所示。

8)檢查另一段母線上的所有繼電保護(hù)、測控等裝置上母線電壓均為0。

9)打電壓二次并列把手后,檢查并列母線上相關(guān)繼電保護(hù)、測控裝置的A相電壓值是否正確。

10)A相電壓二次回路核查無誤后,依次在該電壓互感器一次側(cè)B相、C相加入100 V的電壓,并分別依次進(jìn)行上述1)~9)的電壓檢查。

以上述順序進(jìn)行驗(yàn)收,可以比較全面無遺漏地檢查電壓二次回路及相關(guān)裝置配置的正確性。

2.2送電投運(yùn)時(shí)電壓二次回路驗(yàn)收方法

在10 kV母線一次帶電后,PT投運(yùn)送電時(shí),結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)與理論分析,提出應(yīng)進(jìn)行下列檢查,可較全面地檢查送電投運(yùn)期間相關(guān)電壓二次回路接線及相關(guān)裝置配置的正確性。

1)觀察同一段母線上所有線路繼電保護(hù)與測控裝置、電容器繼電保護(hù)與測控裝置、站用變繼電保護(hù)與測控裝置、變壓器(低壓側(cè))繼電保護(hù)與測控裝置,備 自投、母線測控裝置,故障錄波裝置、網(wǎng)絡(luò)分析儀中和監(jiān)控后臺母線電壓三相顯示幅值為57.7 V,正序。

2)母線測控裝置顯示母線3U0 電壓值為0。

3)兩段母線一次帶電后、二次并列前,檢查PT二次核相正確。

4)為檢驗(yàn)3U₀二次回路接線的正確性,文獻(xiàn)[8]提出一種測量方法,若接線完全正確,測量抽取電壓L630與星形接線電壓回路的A相之間的電壓差應(yīng)為

91 V,如果極性接反則為25 V,此方法可防止較隱蔽的回路接線極性錯(cuò)誤。

3 結(jié)束語

電壓二次回路接線正確和可靠對于二次裝置的正常運(yùn)行至關(guān)重要,電壓二次回路問題可能會造成繼電保護(hù)誤動(dòng),對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成較大危害。二次檢修人員要提高調(diào)試階段、送電投運(yùn)階段對于電壓二次回路的調(diào)試與驗(yàn)收質(zhì)量,對已投運(yùn)的變電站PT二次電壓回路的圖紙和接線進(jìn)行排查梳理,加強(qiáng)二次回路的在線監(jiān)測水平,確保不存在PT二次電壓回路安全隱患,特別是對于3U₀ 回路,可能隱藏問題不容易發(fā)現(xiàn),要認(rèn)真檢查,保證電壓二次回路接線正確可靠,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

[參考文獻(xiàn)]

[1]楊朝贊,張國平,張豐,等.特殊接線變電站10 kV備自投設(shè)計(jì)原則及邏輯分析 [J] . 電氣技 術(shù) , 2021 , 22 (7): 83—88.

[2] 陳偉華 ,黃鎮(zhèn) ,周威錚 ,等.10 kV備自投誤動(dòng)致全站失電 的事故分析及措施[J]. 電工技術(shù) ,2021(15): 104—106.

[3] 江清楷.一種能自適應(yīng)識別母線運(yùn)行方式的備自投裝置 應(yīng)用探討[J]. 電氣技術(shù) ,2019 ,20(8): 115—117.

[4] 王鵬程.110 kV智能變電站備自投保護(hù)用母線電壓的分 析[J]. 山西電力 ,2021 (5):38—41.

[5] 聶堃.智能變電站電壓互感器二次回路檢查方法的探討 [J].江西電力 ,2019 ,43(12):39—43.

[6] 國家電網(wǎng)有限公司. 國家電網(wǎng)有限公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大 反事故措施(2018年修訂版)及編制說明[M].北京: 中國 電力出版社 ,2018.

[7] 韓慕堯 ,羅皓文 ,劉傲洋 ,等.一起110 kV電容式電壓互感 器二次零序電壓異常波動(dòng)故障分析 [J] . 電氣技術(shù) , 2021 ,22(12):53—56.

[8] 史雷敏 ,郭偉偉 ,宋庭會 ,等.某變電站10 kV零序電壓回 路極性問題分析[J].現(xiàn)代電力 ,2011 ,28(4):32—34.

2024年第21期第5篇