基于故障录波图查找主变差动保护故障点

张永生，戴宁迎，沈 浩

(国网江苏省电力公司苏州供电公司，江苏 苏州 215004)

基于故障录波图查找主变差动保护故障点

张永生，戴宁迎，沈 浩

(国网江苏省电力公司苏州供电公司，江苏 苏州 215004)

介绍了一起220 kV主变差动速断保护动作跳闸的事故。通过对主变保护装置录波图、线路保护装置录波图及故障录波器录波图分析，准确查找出了故障点在主变高压侧架构B相绝缘子处，为事故处理提供了有效参考，确保了变电站主变安全可靠运行。

故障录波图；差动保护；零序电流；故障定位

0 概述

某日，某220 kV变电站1号主变差动速断保护动作，跳开主变三侧开关；同时，该变电站所有220 kV线路保护均启动，但未动作。

该变电站一次接线如图1所示， 1号主变为自耦变压器，中性点直接接地；2号主变中性点不接地，220 kV母线并列运行，所有220 kV线路均合环运行。1号、2号主变保护型号为RCS978双套配置，线路保护型号为PSL603U和RCS931，母差保护型号为BP-2B。

图1 变电站一次接线示意

1 故障信息

故障时，1号主变保护动作信息为：24 ms，差动速断保护动作。B相故障电流二次值为86.73 A，TA变比为1 200/5，折合一次值为20 815.2 A。1号主变保护装置故障录波图如图2所示。图2中，1，2，3通道分别代表主变高、中、低压侧开关跳闸；IA1，IB1，IC1，I01分别为1号主变高压侧A相电流、B相电流、C相电流和零序电流，IA1=2.29 A；IB1=86.73 A，IC1=1.07 A，I01=86.73 A；UAH，UBH，UCH，U0H分别为1号主变高压侧A相电压、B相电压、C相电压和零序电压，UAH=58.90 V，UBH=1.28 V，UCH=59.09 V，U0H=61.22 V。分析录波图可知，故障时，1号主变高压侧B相电压下降到1.28 V，同时B相电流达到86.73 A，属于B相接地特征。由于B相电流大，B相TA饱和严重，因此录波图中B相电流畸变，不是标准正弦波。

当甲线保护装置启动时的录波图如图3所示。其中，IA，IB，IC，I0分别表示甲线A相电流、B相电流、C相电流和零序电流；UA，UB，UC，U0分别表示甲线A相电压、B相电压、C相电压和零序电压。其他线路保护装置录波图形与甲线相似，不再一一列出。

1号主变故障录波器录波图如图4所示。故障时， 1号主变高压侧B相电压下降到1.226 V，B相电流为3.435 A，TA变比为1 200/5，折合一次电流为824.4 A，比差动保护中B相电流小19 990.8 A。

2 故障定位分析

由图2、图3分析可知，故障时，主变及220 kV线路间隔B相电压下降，同时B相电流增大，符合B相接地故障特征。对比图3中甲线零序电压U0与零序电流I0相位，即图3中线条1与线条2相位差可见，U0超前I0约70°，符合线路保护反方向故障特征，即故障点在线路保护区外，因此故障点不在220 kV线路上。由于母差保护未动作，1号主变差动速断保护动作，因此可以初步断定故障点在1号主变差动速断保护范围内，主变差动速断保护动作正确。

图2 1号主变保护装置录波图示意

由图2和图4可知，同为1号主变高压侧电流，差动保护与故障录波器中B相电流值相差巨大。查看TA次级分配，差动速断保护TA采用独立TA，而故障录波器使用主变高压侧套管TA，两者安装位置不同(见图1)。由于主变差动速断保护TA中流过较大的故障电流，而主变高压侧套管TA中并未流过较大的故障电流，因此故障点不在主变内部，否则主变高压侧套管TA也将流过与主变差动速断保护TA相同的故障电流。因此，故障点应该在主变差动速断保护TA与主变高压侧套管TA之间。由于主变高压侧独立TA中的短路电流是由220 kV系统提供，该系统短路容量大，因此短路电流巨大。而主变高压侧套管TA中的短路电流是由110 kV系统提供的故障电流及故障零序电流构成的，由于110 kV系统短路容量较小，因此短路电流小。

图3 甲线保护装置录波图示意

图4 故障录波器录波图示意

根据以上分析，对主变高压侧差动保护TA至主变高压侧套管之间的导引线进行检查，发现主变高压侧架构B相绝缘子有严重放电痕迹。对该绝缘子进行耐压试验，发现绝缘子已被完全击穿，即故障点在主变高压侧架构B相绝缘子处。由于该绝缘子在主变差动速断保护范围内部，因此主变差动速断保护动作行为正确。

3 结束语

在本次事故处理中，主变保护装置录波图、线路保护装置录波图及故障录波器录波图在故障分析中起了重要作用。通过对以上录波图的综合分析，再加上推理判断及实地检查，准确查找出故障点位置，为故障处理提供很好的参考。

1 薛 峰．怎样分析电力系统故障录波图[M]．北京：中国电力出版社，2014.

2 国家电力调度通信中心．国家电网公司继电保护培训教材[M]．北京：中国电力出版社，2010.

3 周 波．主变差动保护TA断线故障的检查与处理[J]．电力安全技术，2012，14(4):8-10.

2016-03-25；

2016-12-01。

张永生(1981—)，男，工程师，主要从事变电二次检修工作，email：13451563651@163.com。

戴宁迎(1978—)，男，高级工程师，主要从事变电检修管理工作。

沈 浩(1980—)，男，工程师，主要从事变电检修管理工作。