CT品质异常导致保护拒动事故原因分析

湖北省襄阳供电公司的研究人员凡红涛、张勇刚,在2015年第1期《电气技术》杂志上撰文,智能化变电站现场调试过程中多次遇到SV配置问题,导致保护拒动。以下针对一起因CT品质异常导致保护装置拒动事故进行细致分析,对智能化变电站继电保护调试技术进行探讨,提出相关建议。

1 引言

110kV樊城变电站是经过改造后的智能化变电站,樊06为智能化保护装置,二次回路为常规电流、电压互感器二次模拟量通过合并单元数字化后,通过光纤网络传至保护装置。为保证可靠性,合并单元模拟量采集单元为双A/D模式,保护装置接收两个通道的电流,进行相关的逻辑判断。

某日,110kV樊城智能化变电站发生110kV线路出口处单相接地故障,保护装置拒动事故。经现场调试人员和保护装置厂家分析和反复试验后,得出拒动直接原因为智能化保护装置双AD门槛值配置过低。

经试验在故障电流较大时,合并单元双A/D采样值之差超过门槛值,保护装置判断为CT品质异常,保护装置拒动。事故暴露了目前智能化变电站调试过程中的一些难点及调试方法的缺陷,本文根据此次事故对相关调试方法提出一些建议。

1、故障前运行状态:

故障前樊城变电站110kV II段母线由樊07(至220kV顺安变电站),樊07(至110kV徐营变电站)供电,带樊2#主变运行,分段开关樊03分位,110kV I段母线由樊04,05开关供电,带樊1#主变运行。

2、事故经过及保护动作情况

110kV樊06线路出线处20#杆-50米处吊车施工载树时树尖发生偏移,导致安全距离不足放电,发生单相接地故障,樊06保护装置未动作,查看后台报文如下。

后台报文:

故障后0.6秒后,110kV顺安变顺33开关跳闸,切除故障,樊城站110kV II段母线失压。

3、试验检查情况

1)事故发生后,保护调试人员用数字化保护校验仪在主控室樊06保护装置处加数字量对保护装置进行效验,保护装置可靠动作,初步判断保护装置无问题。

2)在110kV设备区,从合并单元处用常规继电保护校验仪加模拟量对保护装置进行效验,发现当C相电流大于40A时,保护装置报“CT品质异常”,保护拒动。小于40A时,保护装置正常动作。初步判断为SV及GOOSE回路光纤连接正常。CT品质异常是造成拒动的直接原因,需找出造成CT品质异常的原因。

4、保护拒动原因分析及处理

根据厂家提供的资料,造成CT品质异常判据有四个:1)smv接收不均匀,超出100us,包括SV中断,置为品质无效;2)重采样找点失败,导致采样值为0值,品质无效;3)双AD异常,品质无效;4)合并器发来的数据中品质位置1时,品质无效。

根据现场的试验情况及保护厂家人员抓取的数据包的分析,双AD异常是造成CT品质异常的原因。

樊城变各间隔合并单元对CT二次电流采样采用双通道(chA,chB)即双AD,合并单元发送到保护装置的sv 9-2数据是一次值,双AD门槛值设置在保护装置处。

保护装置通过双AD门槛值,计算出报CT品质异常的越限值(双AD门槛值*0.2倍)。保护装置的双AD门槛值应根据CT变比设置,樊06的CT变比为600,双AD门槛值应设置为600000mA。

经检查樊06保护配置中双AD门槛值为100000mA(配置错误),对应越限值100000*0.2=20000mA=20A,即当chA-chB>20A(一次值)时,双AD采样异常,保护装置会报CT品质异常,闭锁保护。经多次试验,并对保护装置程序追踪,发现大电流时(当合并单元处加二次电流大于40A,对应一次电流为4800A以上时)双AD会出现异常报警,此时满足CT品质异常判据3,闭锁保护。在樊06线路故障时,C相二次电流有效值达到73.8A,一次电流为8856A,此时chA-chB的值达到了保护装置报CT品质异常的越限值,闭锁保护。

配置更改正确后,在合并单元处多次加大电流进行试验,保护装置均能正确动作。

5、暴露的问题

1)智能化保护装置现场调试较特殊,在合并单元处,电流为模拟量输入,而电压为FT3数字量输入,因此,常规继电保护校验仪与数字式保护校验仪均不满足既要输入模拟量又要输入数字量的要求。

在实际调试过程中,通常采取只在合并单元处加电流模拟量,在保护装置处查看相关采样及刻度,因电流,电压不能同步输出,所以不能做距离保护,零序保护试验,目前尚无在合并单元处应加最大电流值的标准及规范,此类情况在调试中难以发现。

2)现场调试人员对智能化变电站调试相关配置文件中的参数不熟悉,没有认真检查装置中的配置文件,相关技术水平跟不上。

6、对今后智能化变电站保护装置调试方法的建议

1)针对目前采用才常规电流互感器,合并单元,保护装置的智能化变电站调试时,应要求厂家多配置一台PT合并单元。这样,就可以实现电流,电压由一台常规继电保护校验仪输出,可以完成合并单元至保护装置的整体校验。

在没有相关合并单元所加最大电流,电压的要求下,按保护装置定值通知单最大值进行相关整组实验,并认真检查保护装置报文。

2)提高调试人员技术水平。在厂验时,调试人员应熟悉设备的配置文件及含义,在现场投产前应认真检查设备的配置文件。

3)在调试中应特别注意保护装置发出的品质异常、双AD不一致等报文。

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