一起主变跳闸事件分析

一、
事件概况

1. 事件简述

某日某变电站执行#2主变转检修操作任务。

8时46分,操作人员断开#2主变中压侧开关,原#2主变中低压侧负荷全部转由#1主变继续供电。

9时3分,#1主变高压侧复压过流保护三段动作跳开主变三侧开关。

2. 跳闸前运行方式

#1主变跳闸前运行方式如图1所示。

图1  跳闸前运行方式示意图

220千伏电压等级设备中,01、04开关接#1母线运行,03、06、09开关接#2母线运行,02开关联络#1、#2母线运行,07开关处于检修状态。

110千伏电压等级设备中,11、20、23开关接5#母线运行,12、16、18、22、24、25开关接4#母线运行,19开关联络4#母线、旁母运行,153刀闸联络5#母线、旁母运行,14、21开关热备用,13开关处于检修状态。

10千伏电压等级设备中,31、32、33、34开关接7#母线运行,61、62、63、64开关接8#母线运行,46、47、48开关接9#母线运行,51、52、53开关接10#母线运行,70开关联络7#、9#母线运行,80开关联络8#、10#母线运行,45、55开关处于检修状态。

3. 事件影响负荷情况

#1主变跳闸后110千伏母线、10千伏母线失压,造成负荷损失37MW。

4. 跳闸后处理情况

09:12  抢送14开关,该站110千伏母线由带电。

09:14  退出#1主变220千伏复压过流三段保护。

09:24  将#1主变(04、11、34、63开关)由热备转运行,相关保护按现场运行规程执行。

09:29  #1主变试送成功,恢复运行。损失负荷恢复供电。

二、
事件分析

1. 设备现场检查情况

跳闸后运维人员检查主变本体、三侧设备未发现明显故障点,调阅保护动作报文显示动作电流2.469A(接近主变高压侧额定二次电流2.51A),检查220千伏、110千伏故障录波器波形图发现无故障电流突变量、无电压扰动记录,综合判断本次跳闸事件中一次设备无故障。

#1主变双套保护为北京四方公司CSC-326型装置,版本号1.56,2006年12月投运。现场检查发现,A套保护高压侧复压过流三段1时限动作、出口跳主变三侧,动作电流2.469A,B套保护未动作。

2. 保护动作行为分析

(1)仅单套保护装置动作分析

现场检查#1主变两套保护装置,A、B套高压侧复压过流三段保护定值一致,电流定值为2.5A,1时限动作时间为19.7s、跳闸矩阵为跳#1主变三侧,2时限动作时间为20.0s、跳闸矩阵为无动作出口。

根据相关校验规程和技术规范,流入保护装置的二次电流在小于95%整定值时应可靠不动作,在大于105%整定值时应可靠动作;95%~105%范围内为临界值,即在该范围内保护动作或不动作均可视为正常现象,对应#1主变高压侧复压过流三段保护动作临界值范围为2.375A—2.625A。

如图2所示,根据变电站故障录波器记录,跳闸时刻#1主变高压侧二次最大相电流有效值为2.498A。A套保护装置动作报文显示该时刻动作电流为2.469A。即此时刻流入两套主变保护装置的高压侧二次电流均在动作临界值范围内,无论是保护动作或不动作均可视为正常现象。故根据所下达的保护装置定值及当时电网运行情况,A套保护动作、B套保护不动作的行为是正常的。

图2  故障录波器波形图

(2)保护跳#1主变三侧开关行为分析

检查#1主变保护最新的定值单“#1主变-CSC-326高压侧-A(B)屏-06号”,高压侧复压过流三段电流定值见表1。

 表1  #1主变高压侧复压过流三段保护定值

注:#1主变高压侧CT变比为600A/5A。

而保护装置高压侧复压过流三段保护实际定值的跳闸出口矩阵与表1中不一致,1时限为跳#1主变三侧开关,2时限为无动作出口(即跳闸出口矩阵整定为0)。

依据正式下达的保护整定值清单,本次跳闸事件中复压过流三段1时限应跳开110千伏母联开关,切除110千伏 #4母线负荷,之后由110千伏 #5母线给变电站110千伏侧负荷供电;由于误整定保护装置定值,导致本次跳闸停电范围从110千伏#4母线扩大至变电站110千伏母线全停。


(3)保护整定值合理性分析

保护装置告警与跳闸行为未有效配合。依据下达的保护整定值清单,#1主变高压侧复压过流三段保护复压元件未投入,仅作为纯过流保护使用,考虑到保护定值(2.5A)近似等于主变高压侧额定二次电流(2.51A),此时高压侧负荷过流三段保护相当于过负荷类保护。同时,保护定值单中投入了过负荷告警功能,电流定值2.93A,动作时间9.0s。对比可知,过负荷告警定值大于跳闸定值,导致调控、运行人员还未接到变压器过负荷告警信号时保护已动作跳闸,无法实施转移负荷等预控措施。

#1主变高、中侧过流保护未有效配合。依据下达的保护整定值清单,#1主变中压侧复压过流三段保护定值(复压元件未投)见表2:

表2  #1主变中压侧复压过流三段保护定值

注:#1主变中压侧CT变比为1200A/5A。

通过计算可知,中压侧、高压侧复压过流三段定值对应的一次电流数值相同(折算至主变高压侧均为300A),即两者没有合理的级差。#1主变高压侧负荷等于中压侧、低压侧负荷之和,这就意味着在变压器负荷上升过程中,#1主变高压侧保护会先于中压侧保护动作,即保护会出现越级动作,造成跳闸范围扩大。


(4)变压器额定负荷运行时保护跳闸行为分析

依据下达的保护整定值清单,#1主变高压侧复压过流三段电流定值(2.5A)与主变额定容量(对应高压侧额定二次电流2.51A)几乎一致。由于保护装置高压侧复压过流三段保护延时最大只能设置为20s,造成仅允许变压器在额定容量下运行20s。生产实际中,大部分变压器均具备一定的过负荷运行能力,即不仅能在额定负荷情况下长期运行,而且在适当过负荷情况下允许运行一段时间。因此变压器过负荷类保护电流定值应躲开变压器额定电流,并合理考虑变压器承载能力。过于保守的保护定值一方面会给电网运行方式安排带来限制,另一方面也容易引起保护动作增大非停风险。

3. 变压器负荷变化情况分析

图3中红色曲线为调度SCADA系统中记录的4月24日有功功率变化情况。

图3  4月24日有功功率曲线(红色曲线)

根据图3所示,4月24日上午调度部门对该站近区电网负荷进行了调整,7时后有功负荷有明显的下降,但是最大有功负荷仍然接近100MW。根据#1主变高压侧有功功率数据(见图4,记录频率为1分钟1次),#2主变转检修操作前,#1主变负荷有功功率约为44MW。
8时46分,检修人员执行#2主变转检修操作任务并断开#2主变中压侧开关,原#2主变负荷由#1主变继续供电,#1主变负荷有功功率增加至接近100MW;计及变压器无功功率及电流谐波分量,负荷电流可能大于#1主变额定电流。
基于以上分析,#2主变转检修操作前,全站负荷电流已接近#1主变高压侧额定电流;从而导致#2主变转检修后,#1主变存在较大的跳闸风险。

图4  #1主变跳闸前后高压侧有功功率曲线

三、
结论

综上所述,结论如下:

本次#1主变跳闸的直接原因是负荷控制不到位,#1主变电流满足保护动作条件引发保护动作;由于#1主变保护装置跳闸矩阵设置错误,导致停电范围扩大。

本次跳闸事件暴露出如下问题:

1. 电网风险管控要求与措施落实不到位,负荷未有效控制。

在#2主变检修情况下,负荷管控措施不到位,未做好运行主变跳闸的事故预案,导致部分用户未按调度要求做好负荷控制工作。

2. #1主变保护定值未合理考虑变压器承载能力。

所下达的保护定值清单中,#1主变高压侧复压过流三段保护仅允许变压器在额定容量下运行20s,造成#1主变在负荷较大时存在跳闸风险。

3. 保护装置定值修改工作未实现闭环管理。

保护装置定值修改后,未采取有效措施确保装置定值与定值单一致,导致#1主变保护装置未按照预期行为动作。

4. 主变保护定值未实现有效配合。

主变高压侧过负荷告警定值大于复压过流三段保护定值,导致保护动作跳闸前无法发出过负荷告警信号。中压侧复压过流三段定值与高压侧一致,存在保护越级跳闸的风险。

四、
建议

根据#1主变跳闸事件分析结论,为避免并列运行变压器中一台变压器检修情况下运行变压器跳闸及重要用户停电风险,提出如下建议。

1. 完善检修方式下的运行风险分析、事故预案和预控措施。

充分考虑运行主变所带负荷特性,合理转移负荷,确保运行主变有可靠的负荷裕度。及时通知重要用户,对负荷大的客户提示严格控制负荷水平,对存在停电风险的用户提示准备停电预案。

2. 合理整定变压器过负荷类保护定值。

变压器过负荷类保护定值整定计算应合理考虑变压器承载能力,并保证足够的可靠系数。变压器承载能力应依据变压器厂家资料确定,可参考与变压器出厂时间对应有效的《电力变压器负载导则》和《电力变压器运行规程》。

3. 加强保护装置定值修改工作闭环管理。

严格执行继电保护定值修改流程等相关管理制度,确保装置定值与下发定值单完全一致。开展变压器保护装置定值及压板投切状态排查,发现问题及时整改。

4. 梳理变压器保护定值,确保保护间有效配合。

反映主变过负荷保护的告警段定值与跳闸段定值间应有级差,确保变压器负荷过大时,由告警段保护先发信,以便调控和运维人员采取措施,避免主设备不必要的跳闸。此外,主变高、中压侧保护应在电流、时间上做到有效配合,确保保护动作行为的正确性。

来源:鄂电安全你我他

(0)

相关推荐

  • 10kV及以下配电所设计典型资料汇总

    设计范围 包括业扩工程的外电源接入系统部分.公变部分.专变部分的以下设计图纸: 1.业扩工程10kV供电方案电气一次结线图: 2.业扩工程10kV供电方案电气二次结线原理图: 3.设备安装图(按装置形 ...

  • 三分钟带你看懂复杂的开关柜!

    电气圈 201篇原创内容 公众号 开关柜是指按一定的方案将一次设备.二次设备组装而成的成套配电装置,主要用来对线路.设备实施控制.保护.开关柜按进出线电压等级可分高压开关柜(固定式和手车式)和低压开关 ...

  • 一文读懂继电保护定值通知单

    公众号一一.电网微机保护装置的使用情况目前,微机继电保护装置在电网中得到广泛使用,农网110KV及以上主要设备(含主变压器)微机保护装置型号相对比较统一,主要有:南京南瑞RSC系列.东方电子DF320 ...

  • 云南某电厂“9.11”#1发变组异常跳闸事件分析报告

    一.事件基本情况 (一)事件地区气象情况 天气:雷雨,气温:14℃. (二)事件前后电网运行方式 1.事件前运行方式 云南某电厂#1机组运行,负荷380MW,500kV镇永甲线.镇多甲线.镇荣甲线.# ...

  • 一起电流互感器接头断裂引起的跳闸事件分析

    一起电流互感器接头断裂引起的跳闸事件分析

  • 现场︱一起励磁系统过励限制引起的机组跳闸事件分析

    山西漳山发电有限责任公司的研究人员杨奇,在2015年第9期<电气技术>杂志上撰文,分析了一起EX2100励磁系统过励限制及保护动态校核过程中出现的机组跳闸事件,得出了事故原因为过励限制动作 ...

  • 山西某电厂一号机组5月15日主变故障非计划停运事件简要分析

    电力人 1篇原创内容公众号一.事件经过山西某发电有限责任公司两台发电机为哈尔滨电机厂生产,型号为QFSN-600-2YHG,机组额定容量600MW,主变的型式为户外.双绕组.强迫油循环风冷.单相油浸电 ...

  • 现场 |主变端子烧毁异常事件分析

    事情经过 2015年7月8日上午11:00,xx站运行人员进行端子箱巡视检查,打开#1主变C相本体端子箱后,发现端子箱内的CT回路端子有严重烧伤情况,CT回路烧伤处有持续放电声.立即汇报站长.变电管理 ...

  • 一起主变保护装置无故障跳闸事故原因分析

    2017第四届轨道交通供电系统技术大会 会议由中国电工技术学会主办,将于2017年11月28日在北京铁道大厦召开,研讨电工科技最新研究成果对轨道交通供电领域所带来的革新影响和应用前景,推进协同创新.浏 ...

  • 现场︱一起主变保护拒动事件分析

    "2015第二届轨道交通供电系统技术大会"本周五开幕 报名方式1 浏览会议详情和在线报名参会,请进入"电气技术"微信号(dianqijishu),点击菜单栏&q ...

  • 一起10kV接地变零序保护误动的事件分析

    广东电网有限责任公司中山供电局的研究人员郑瑜.蒋炯锋,在2021年第2期<电气技术>杂志上撰文,通过分析一起110kV A变电站因接地变保护误动而导致一段10kV母线失电压的事故,发现了该 ...

  • 广东某发电公司“5.20”2号主变保护定检人员误操作事件快报

    2021年5月20日,广东某发电有限责任公司在进行2号主变C级检修保护装置定检过程中发生一起工作人员走错盘柜位置,误解1号主变保护回路CT连接片,导致1号主变差动保护动作跳闸事件,现将事件情况报告如下 ...