一起主變跳閘事件分析
1. 事件簡(jiǎn)述
某日某變電站執(zhí)行#2主變轉(zhuǎn)檢修操作任務(wù)。
8時(shí)46分，操作人員斷開#2主變中壓側(cè)開關(guān)，原#2主變中低壓側(cè)負(fù)荷全部轉(zhuǎn)由#1主變繼續(xù)供電。
9時(shí)3分，#1主變高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)三段動(dòng)作跳開主變?nèi)齻?cè)開關(guān)。
#1主變跳閘前運(yùn)行方式如圖1所示。2. 跳閘前運(yùn)行方式
220千伏電壓等級(jí)設(shè)備中，01、04開關(guān)接#1母線運(yùn)行，03、06、09開關(guān)接#2母線運(yùn)行，02開關(guān)聯(lián)絡(luò)#1、#2母線運(yùn)行，07開關(guān)處于檢修狀態(tài)。
110千伏電壓等級(jí)設(shè)備中，11、20、23開關(guān)接5#母線運(yùn)行，12、16、18、22、24、25開關(guān)接4#母線運(yùn)行，19開關(guān)聯(lián)絡(luò)4#母線、旁母運(yùn)行，153刀閘聯(lián)絡(luò)5#母線、旁母運(yùn)行，14、21開關(guān)熱備用，13開關(guān)處于檢修狀態(tài)。
10千伏電壓等級(jí)設(shè)備中，31、32、33、34開關(guān)接7#母線運(yùn)行，61、62、63、64開關(guān)接8#母線運(yùn)行，46、47、48開關(guān)接9#母線運(yùn)行，51、52、53開關(guān)接10#母線運(yùn)行，70開關(guān)聯(lián)絡(luò)7#、9#母線運(yùn)行，80開關(guān)聯(lián)絡(luò)8#、10#母線運(yùn)行，45、55開關(guān)處于檢修狀態(tài)。
3. 事件影響負(fù)荷情況
#1主變跳閘后110千伏母線、10千伏母線失壓，造成負(fù)荷損失37MW。
4. 跳閘后處理情況
09:12 搶送14開關(guān)，該站110千伏母線由帶電。
09:14 退出#1主變220千伏復(fù)壓過(guò)流三段保護(hù)。
09:24 將#1主變（04、11、34、63開關(guān)）由熱備轉(zhuǎn)運(yùn)行，相關(guān)保護(hù)按現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程執(zhí)行。
09:29 #1主變?cè)囁统晒?，恢?fù)運(yùn)行。損失負(fù)荷恢復(fù)供電。
跳閘后運(yùn)維人員檢查主變本體、三側(cè)設(shè)備未發(fā)現(xiàn)明顯故障點(diǎn)，調(diào)閱保護(hù)動(dòng)作報(bào)文顯示動(dòng)作電流2.469A（接近主變高壓側(cè)額定二次電流2.51A），檢查220千伏、110千伏故障錄波器波形圖發(fā)現(xiàn)無(wú)故障電流突變量、無(wú)電壓擾動(dòng)記錄，綜合判斷本次跳閘事件中一次設(shè)備無(wú)故障。 #1主變雙套保護(hù)為北京四方公司CSC-326型裝置，版本號(hào)1.56，2006年12月投運(yùn)。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，A套保護(hù)高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段1時(shí)限動(dòng)作、出口跳主變?nèi)齻?cè)，動(dòng)作電流2.469A，B套保護(hù)未動(dòng)作。 現(xiàn)場(chǎng)檢查#1主變兩套保護(hù)裝置，A、B套高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段保護(hù)定值一致，電流定值為2.5A，1時(shí)限動(dòng)作時(shí)間為19.7s、跳閘矩陣為跳#1主變?nèi)齻?cè)，2時(shí)限動(dòng)作時(shí)間為20.0s、跳閘矩陣為無(wú)動(dòng)作出口。 根據(jù)相關(guān)校驗(yàn)規(guī)程和技術(shù)規(guī)范，流入保護(hù)裝置的二次電流在小于95%整定值時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作，在大于105%整定值時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作；95%~105%范圍內(nèi)為臨界值，即在該范圍內(nèi)保護(hù)動(dòng)作或不動(dòng)作均可視為正?，F(xiàn)象，對(duì)應(yīng)#1主變高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段保護(hù)動(dòng)作臨界值范圍為2.375A—2.625A。 如圖2所示，根據(jù)變電站故障錄波器記錄，跳閘時(shí)刻#1主變高壓側(cè)二次最大相電流有效值為2.498A。A套保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)文顯示該時(shí)刻動(dòng)作電流為2.469A。即此時(shí)刻流入兩套主變保護(hù)裝置的高壓側(cè)二次電流均在動(dòng)作臨界值范圍內(nèi)，無(wú)論是保護(hù)動(dòng)作或不動(dòng)作均可視為正?，F(xiàn)象。故根據(jù)所下達(dá)的保護(hù)裝置定值及當(dāng)時(shí)電網(wǎng)運(yùn)行情況，A套保護(hù)動(dòng)作、B套保護(hù)不動(dòng)作的行為是正常的。1. 設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢查情況
2. 保護(hù)動(dòng)作行為分析
（1）僅單套保護(hù)裝置動(dòng)作分析
2）保護(hù)跳#1主變?nèi)齻?cè)開關(guān)行為分析
檢查#1主變保護(hù)最新的定值單“#1主變-CSC-326高壓側(cè)-A(B)屏-06號(hào)”，高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段電流定值見表1。
而保護(hù)裝置高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段保護(hù)實(shí)際定值的跳閘出口矩陣與表1中不一致，1時(shí)限為跳#1主變?nèi)齻?cè)開關(guān)，2時(shí)限為無(wú)動(dòng)作出口（即跳閘出口矩陣整定為0）。
依據(jù)正式下達(dá)的保護(hù)整定值清單，本次跳閘事件中復(fù)壓過(guò)流三段1時(shí)限應(yīng)跳開110千伏母聯(lián)開關(guān)，切除110千伏 #4母線負(fù)荷，之后由110千伏 #5母線給變電站110千伏側(cè)負(fù)荷供電；由于誤整定保護(hù)裝置定值，導(dǎo)致本次跳閘停電范圍從110千伏#4母線擴(kuò)大至變電站110千伏母線全停。
（3）保護(hù)整定值合理性分析
保護(hù)裝置告警與跳閘行為未有效配合。依據(jù)下達(dá)的保護(hù)整定值清單，#1主變高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段保護(hù)復(fù)壓元件未投入，僅作為純過(guò)流保護(hù)使用，考慮到保護(hù)定值（2.5A）近似等于主變高壓側(cè)額定二次電流（2.51A），此時(shí)高壓側(cè)負(fù)荷過(guò)流三段保護(hù)相當(dāng)于過(guò)負(fù)荷類保護(hù)。同時(shí)，保護(hù)定值單中投入了過(guò)負(fù)荷告警功能，電流定值2.93A，動(dòng)作時(shí)間9.0s。對(duì)比可知，過(guò)負(fù)荷告警定值大于跳閘定值，導(dǎo)致調(diào)控、運(yùn)行人員還未接到變壓器過(guò)負(fù)荷告警信號(hào)時(shí)保護(hù)已動(dòng)作跳閘，無(wú)法實(shí)施轉(zhuǎn)移負(fù)荷等預(yù)控措施。
#1主變高、中側(cè)過(guò)流保護(hù)未有效配合。依據(jù)下達(dá)的保護(hù)整定值清單，#1主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段保護(hù)定值（復(fù)壓元件未投）見表2：
通過(guò)計(jì)算可知，中壓側(cè)、高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段定值對(duì)應(yīng)的一次電流數(shù)值相同（折算至主變高壓側(cè)均為300A），即兩者沒(méi)有合理的級(jí)差。#1主變高壓側(cè)負(fù)荷等于中壓側(cè)、低壓側(cè)負(fù)荷之和，這就意味著在變壓器負(fù)荷上升過(guò)程中，#1主變高壓側(cè)保護(hù)會(huì)先于中壓側(cè)保護(hù)動(dòng)作，即保護(hù)會(huì)出現(xiàn)越級(jí)動(dòng)作，造成跳閘范圍擴(kuò)大。
（4）變壓器額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)保護(hù)跳閘行為分析
依據(jù)下達(dá)的保護(hù)整定值清單，#1主變高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段電流定值（2.5A）與主變額定容量（對(duì)應(yīng)高壓側(cè)額定二次電流2.51A）幾乎一致。由于保護(hù)裝置高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段保護(hù)延時(shí)最大只能設(shè)置為20s，造成僅允許變壓器在額定容量下運(yùn)行20s。生產(chǎn)實(shí)際中，大部分變壓器均具備一定的過(guò)負(fù)荷運(yùn)行能力，即不僅能在額定負(fù)荷情況下長(zhǎng)期運(yùn)行，而且在適當(dāng)過(guò)負(fù)荷情況下允許運(yùn)行一段時(shí)間。因此變壓器過(guò)負(fù)荷類保護(hù)電流定值應(yīng)躲開變壓器額定電流，并合理考慮變壓器承載能力。過(guò)于保守的保護(hù)定值一方面會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)行方式安排帶來(lái)限制，另一方面也容易引起保護(hù)動(dòng)作增大非停風(fēng)險(xiǎn)。
圖3中紅色曲線為調(diào)度SCADA系統(tǒng)中記錄的4月24日有功功率變化情況。3. 變壓器負(fù)荷變化情況分析
綜上所述，結(jié)論如下： 本次#1主變跳閘的直接原因是負(fù)荷控制不到位，#1主變電流滿足保護(hù)動(dòng)作條件引發(fā)保護(hù)動(dòng)作；由于#1主變保護(hù)裝置跳閘矩陣設(shè)置錯(cuò)誤，導(dǎo)致停電范圍擴(kuò)大。 本次跳閘事件暴露出如下問(wèn)題： 在#2主變檢修情況下，負(fù)荷管控措施不到位，未做好運(yùn)行主變跳閘的事故預(yù)案，導(dǎo)致部分用戶未按調(diào)度要求做好負(fù)荷控制工作。 所下達(dá)的保護(hù)定值清單中，#1主變高壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段保護(hù)僅允許變壓器在額定容量下運(yùn)行20s，造成#1主變?cè)谪?fù)荷較大時(shí)存在跳閘風(fēng)險(xiǎn)。 保護(hù)裝置定值修改后，未采取有效措施確保裝置定值與定值單一致，導(dǎo)致#1主變保護(hù)裝置未按照預(yù)期行為動(dòng)作。 主變高壓側(cè)過(guò)負(fù)荷告警定值大于復(fù)壓過(guò)流三段保護(hù)定值，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作跳閘前無(wú)法發(fā)出過(guò)負(fù)荷告警信號(hào)。中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流三段定值與高壓側(cè)一致，存在保護(hù)越級(jí)跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。 根據(jù)#1主變跳閘事件分析結(jié)論，為避免并列運(yùn)行變壓器中一臺(tái)變壓器檢修情況下運(yùn)行變壓器跳閘及重要用戶停電風(fēng)險(xiǎn)，提出如下建議。 充分考慮運(yùn)行主變所帶負(fù)荷特性，合理轉(zhuǎn)移負(fù)荷，確保運(yùn)行主變有可靠的負(fù)荷裕度。及時(shí)通知重要用戶，對(duì)負(fù)荷大的客戶提示嚴(yán)格控制負(fù)荷水平，對(duì)存在停電風(fēng)險(xiǎn)的用戶提示準(zhǔn)備停電預(yù)案。 變壓器過(guò)負(fù)荷類保護(hù)定值整定計(jì)算應(yīng)合理考慮變壓器承載能力，并保證足夠的可靠系數(shù)。變壓器承載能力應(yīng)依據(jù)變壓器廠家資料確定，可參考與變壓器出廠時(shí)間對(duì)應(yīng)有效的《電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則》和《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程》。 嚴(yán)格執(zhí)行繼電保護(hù)定值修改流程等相關(guān)管理制度，確保裝置定值與下發(fā)定值單完全一致。開展變壓器保護(hù)裝置定值及壓板投切狀態(tài)排查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改。 反映主變過(guò)負(fù)荷保護(hù)的告警段定值與跳閘段定值間應(yīng)有級(jí)差，確保變壓器負(fù)荷過(guò)大時(shí)，由告警段保護(hù)先發(fā)信，以便調(diào)控和運(yùn)維人員采取措施，避免主設(shè)備不必要的跳閘。此外，主變高、中壓側(cè)保護(hù)應(yīng)在電流、時(shí)間上做到有效配合，確保保護(hù)動(dòng)作行為的正確性。1. 電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)管控要求與措施落實(shí)不到位，負(fù)荷未有效控制。
2. #1主變保護(hù)定值未合理考慮變壓器承載能力。
3. 保護(hù)裝置定值修改工作未實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理。
4. 主變保護(hù)定值未實(shí)現(xiàn)有效配合。
1. 完善檢修方式下的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析、事故預(yù)案和預(yù)控措施。
2. 合理整定變壓器過(guò)負(fù)荷類保護(hù)定值。
3. 加強(qiáng)保護(hù)裝置定值修改工作閉環(huán)管理。
4. 梳理變壓器保護(hù)定值，確保保護(hù)間有效配合。