天津马集110kV变电站WBZ-500H变压器保护误动事故分析_万博亚洲网
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天津马集110kV变电站WBZ-500H变压器保护误动事故分析

  来源:万博亚洲网 点击:  评论:  更新日期:2018年07月18日

一.事故经过
天津马集110kV变电站接线方式为双回110kV进线、两台110/35/10kV变压器、多回35kV和10kV负荷线路,两台变压器正常为分列运行方式,变压器容量50MVA/台,变压器配置的电量保护为国电南京自动化股份有限公司生产的WBZ-500H微机保护,2002年12月投入运行。
2006年12月15日及2007年1月31日发生了两次马集变电站变压器低压侧10kV出线相间故障时WBZ-500H变压器保护误动的事故,保护误动原因分析不明,受天津电力公司的委托,华北电力科学研究院有限责任公司电力系统数字模拟检测实验室于3月22日至28日利用RTDS试验系统对事故进行模拟重现,并对装置进行了检测试验,主要目的是分析保护误动的原因。
二.试验及分析
1.空投正常变压器、故障变压器及区内、外金属性故障试验
对装置进行了常规的试验检查,包括空投正常变压器、故障变压器及区内、外金属性故障试验等。空投正常变压器,保护可靠躲过励磁涌流不动作;空投故障变压器,保护可靠动作;区内金属性故障,保护可靠动作;区外金属性故障,保护可靠不动作。
对比试验录波和保护装置录波,两波形基本一致,电流大小也基本一样,尤其在区外故障电流非周期分量比较大时(非周期分量易导致TA饱和),保护装置电流波形未发生畸变(饱和),计算出差流约为0,说明本试验工况下装置的小TA性能良好,对电流的传变真实可信,另外根据本次试验所进行的区内、外故障及空投变压器等情况保护装置动作行为正确,说明在区内、外故障时故障电流通过TA变到二次电流未发生畸变(饱和)时,保护装置能够可靠运行、逻辑正常。
此项试验排除了2006年12月15日及2007年1月31马集变电站10kV出线故障、由于装置小TA性能不好造成装置产生差流进而导致保护误动的推测。
2.马集变电站保护误动装置录波分析
对比试验录波和事故时保护装置录波,两波形基本一致,电流大小也基本一样,可以肯定2006年12月15日马集变电站发生的故障应该是区外10kV出线AB相间故障,分析4B的波形,在故障后十几毫秒后出现了较大的差动电流,根据计算,此差动电流满足保护动作条件,保护因此动作,而试验中没有差流,故试验中保护未发生误动。
可以分析,保护动作的原因是因为计算有差流,而保护计算原理及装置的小TA在此工况下没有问题,应该是外部原因,根据事故录波波形,在故障后十几毫秒,10kV侧电流发生畸变(不是很明显,但已不是标准的正弦波形),导致产生差流,进而导致保护动作。
从故障录波可以看出,故障时电流非周期分量很大,马集变电站TA型号为5P20,当电流非周期分量比较大时容易产生暂态饱和,轻微暂态饱和一般发生的时间约在故障后十几毫秒,暂态饱和电流中二次谐波所占比例较大,马集变电站故障电流中二次谐波相对基波所占比例接近20%,从本次试验中可以看出未发生暂态饱和的电流中,二次谐波含量接近0。
由此可以判断保护误动的原因为变压器10kV侧TA在故障后发生暂态饱和所致。
3.TA饱和试验
从TA饱和试验波形中可以看出10kV侧A相电流发生比较明显的暂态饱和,差流IDIFFA也逐渐变大,此时装置录波饱和情况看的不明显,这是因为装置的小TA改善了电流波形,但差流仍然存在。
由此可见,TA饱和会产生差流,饱和到一定程度满足差动动作条件后,保护将动作,尤其是暂态饱和,差动电流在故障后不会马上出现,而是在故障后十几毫秒TA饱和后才出现,马集变电站动作情况即是如此。试验中逐渐加大TA饱和程度,保护出现误动。
最后,由于WBZ-500H保护投运较早,还不具备抗低压侧TA饱和的能力,这也是保护动作的原因。
三.事故分析结论
通过试验及装置实际故障录波可得:2006年12月15日及2007年1月31日,马集变电站变压器低压侧10kV出线故障,WBZ-500H保护误动的原因是故障后变压器10kV侧TA发生了暂态饱和,发生暂态饱和的原因是故障电流较大,同时故障电流中非周期分量也较大,而TA型号为5P20所致。另外,WBZ-500H保护投运较早,不具备抗低压侧TA饱和的能力,也是保护动作的原因。
四.采取措施
考虑到WBZ-500H保护投运较早,不具备抗低压侧TA饱和的能力,建议更换新的可以抗低压侧TA饱变压器保护。

 

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