某电厂500kV#1主变异常跳闸事件分析

电力安全生产 2019-05-15

 

一、事件概述


2019年2月6日17:46:22,某500kV线路C相故障且重合不成功。线路故障期间,某电厂#1主变压器保护A、B套南瑞继保PCS-985BT主变零差保护同时动作,5011、5012开关跳闸。


二、现场检查分析及处理


1.零差保护动作行为分析

分析变压器保护装置波形,主变高压侧A/B/C相电流与主变绕组A/B/C相电流幅值相等,方向相反:

图1: #1主变保护波形

按照 PCS-985BT 说明书:主变零差保护取主变高压侧后备CT和主变绕组CT计算零序差流,零差保护采用“零度接线”,即零序差流为两侧零序电流之差。

根据主变保护装置录波数据分析,主变高压侧后备CT自产零序电流3Io为0.244A,主变绕组CT自产零序电流3Io为0.258A,二者幅值基本相等,方向相反。根据PCS-985BT的零差保护“零度接线”,计算两侧零序差流有效值Iod=0.244-(-0.258)=0.502A,达到零差保护启动定值0.2In(In为CT二次额定电流,In=1A),导致零差保护动作,区外故障时,保护计算零序差流应为零,初步分析零差保护CT二次回路接线接反。


图2: #1主变保护波形

2.零差保护误动原因分析

在主变零差保护电流配置图中,设计单位仅标明主变高压侧后备CT一次极性(安装方向),未标明主变绕组CT一次极性(安装方向)。查主变本体铭牌和变压器厂家设计资料,主变高压侧后备CT与主变绕组CT的安装方向均为P1端朝向变压器的反方向。

查现场实际接线与主变汇控柜端子接线图一致。根据上述检查分析,判断本次主变零差保护在区外故障时误动的原因为零差保护CT的二次接线设计与零差保护“零度接线”的逻辑功能要求不匹配,区外故障时产生零序差流导致保护误动。

3.初步分析结论

主变零序差动保护两侧绕组电流(主变高压侧绕组电流和主变绕组电流)极性相反,导致本次区外故障某电厂1号主变零序差流值达到定值,保护动作。

三、暴露问题


(1)电厂生产准备工作不到位。

电厂做为生产单位,有在设备并网前参与设计审查、调试质量验收和在并网后组织开展风险隐患排查整改的职责。某电厂职责履行不到位,导致零差保护回路缺陷在设计、施工、调试、交接验收阶段及并网后均未消除,造成本次异常跳闸。

(2)保护调试工作不规范

调试单位的调试人员未仔细查阅PCS-985BT装置说明书,未与保护厂家确认PCS-985BT零差保护“零度接线”的逻辑功能要求,在分系统调试阶段的保护CT回路检查中未发现主变零差保护接线错误,不满足标准的质量验收要求。

电厂主变零差保护中性点侧采用三相CT,在整套启动调试阶段可通过发变组短路试验和带负荷试验校验电流回路。在#1发变组整套启动调试阶段,发变组短路试验和机组并网带负荷试验期间,调试单位未严格按照标准要求用一次电流校验零差保护回路正确

(3)保护设计工作不规范

保护CT二次回路设计不满足保护逻辑功能要求。设计单位未仔细查阅PCS-985BT装置说明书,未与保护厂家确认PCS-985BT零差保护“零度接线”的逻辑功能。在工程设计中未结合主变CT安装方向及零差保护逻辑功能设计CT二次回路,导致设计错误。设计单位在工程源头设计错误,增加了施工调试单位回路检查及调整的工作量,增大了投运设备的风险隐患。

CT极性标注设计不规范。设计单位未参照《南方电网500kV变电站二次接线标准》中保护CT配置图标注CT一次P1、P2安装方向及保护电流回路图标注CT二次S1、S2接线的原则设计图纸。电厂保护CT配置图未标注主变绕组CT和中性点外接零序CT一次P1、P2安装方向,保护电流回路图所有CT二次绕组未标注S1、S2端接线。CT标注不规范不便于设计审查、回路接线检查和运行分析工作的开展。

(4)电厂工程管理工作不到位

 分系统调试和整套启动调试的质量验收不规范。生产单位、监理单位、建设管理单位及调试单位对#1发变组的分系统调试和整套启动调试的调试大纲审查和调试质量验收不到位,未发现零差保护电流回路接线错误。

设计审查把关不严格。在图纸设计审查环节把关不严,未发现零差保护电流回路的设计错误。在#2发变组启动带负荷试验中发现#2主变零差保护电流回路接线错误并调整了接线,但监理、设计、建设和生产单位的闭环管理工作不到位,未履行设计变更通知流程,也未同步核查及调整#1主变零差保护接线,错失纠正机会。


四、整改措施


1、发现接线错误问题后,电厂向电网汇报并调整了CT二次回路接线,将主变绕组CT接线调整为三相CT二次绕组的S2端引出接入保护装置电流采样通道,S1端短接后接地,主变高压侧CT二次接线不变。调整后的CT二次接线符合零差保护的“零度接线”逻辑功能要求。

2、电厂完成全厂保护及二次回路调试及验收资料的整理和审查工作。

3、电厂组织设计单位完成电气二次竣工图及审查工作(包括CT安装方向及极性标注、零差保护CT回路设计变更等)。

4.电厂制定保护定值整定计算外委工作的管理要求和质量验收要求。完成发变组及厂用电保护定值计算书及定值单自查。组织有较强电厂保护定值整定计算能力及经验的单位协助完成定值的复核工作。

4、电厂完成《南方电网220kV及以上系统并网电厂继电保护涉网安全精益化检查作业表单》中相关涉网风险自查工作。将表单中的检查项目纳入技术监督协议,委托技术监督单位在技术监督工作中开展复查。

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