电力系统继电保护典型故障分析案例.docx
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电力系统继电保护典型故障分析案例
电力系统继电保护典型故障分析案例
电力系统继电保护典型故障分析案例
线路保护实例一:
单相故障跳三相
某220kV线路发生A相单相接地故障,第一套主保护(CKJ-2)发出A相跳闸令,第二套主保护(WXB-101)发出三跳相跳闸令。
原因分析:
由于两面保护屏的重合闸工作方式选择开关把手不一致造成。
保护是否选相跳闸,与重合闸工作方式有关。
当重合闸方式选择为单重和综重时,单相故障跳开单相,而当重合闸方式选择为三重和停用时,任何故障都跳开三相
两套保护时一般只投入一套重合闸。
另一套保护屏的重合闸出口压板应在断开位置。
由于另一套保护的中重合闸方式选择放在停用位置,致使该保护发出三跳命令。
线路保护实例二:
未接入外部故障停信开关量
某变电所母线PT爆炸,CT与开关之间发生三相短路,电厂侧高频保护拒动。
由后备保护距离II段跳闸。
故障发生后,由于对高频保护来说,认为是外部故障,变电所侧高频保护一直处于发信状态。
将电厂侧高频保护闭锁。
变电所侧认为母线故障,母差保护动作。
事故后检查发现,高频保护没有接入母差停信和断路器位置停信。
微机保护的停信接口:
1、本侧正方向元件动作保护停信。
2、其它保护动作停信(一般接母差保护的出口)。
3、断路器跳闸位置停信。
线路保护实例三
微机保护没有经过方向元件控制而误动出口。
注意到PT开口三角的相电压是PT二次侧相电压的
倍。
过电压保护误动是在线路A相跳开后发生的
零序电压归算到PT二次侧
葛厂母线电压一般为:
540kV
PT变比:
与
由向量图可得:
所以:
PT二次电压:
线路保护实例五:
电流互感器极性接反引起高频保护误动
1998年3月27日20点11分,某电网220KV线路1由于雷击发生AC相短路,线路1两侧的高频保护(WXB-11C,WXB-15)正确动作。
然而线路2两侧的方向高频保护(WXB-15)同时误动跳开线路2。
在线路2恢复供电后,21点25分,线路1又发生BC两相故障,线路2的方向高频保护再次误动。
事故原因:
事故后检查发现,电厂侧线路2的两套保护的电流互感器极性接反,致使电厂侧的方向元件误判,而系统侧本来就是正方向,所以造成保护误动。
电网接线图如下:
线路一48MW
58MW
线路二丙站
24MW
220KV乙站
电厂系统
发电机差动保护误动原因分析
1定值整定不合理
发电机二次额定电流为3.59A
其最小动作电流为0.5A,相当于额定电流的0.14,比率制动系数为0.2,拐点电流为发电机额定二次电流。
发电机在并网时因冲击电流过大造成保护误动。
显然,保护的最小动作电流整定太小,比率制动系数偏低。
重新修改定值为:
最小动作电流为0.3额定二次电流,比率制动系数为0.4,拐点电流为0.7-1.0倍额定电流。
2发电机机端与中性点两侧的电流互感器特性差别大
西北某发电厂的400MW机组,定子额定电流为14256A双Y接线
机端CT变比为18000/5,中性点为每分支CT变比9000/5,两CT并联。
另加中间变流器为2/1。
1997年月上旬,距电厂较远的330线路上发生A相单相接地故障,发电机差动保护误动,经检查发现,发电机中性点侧的TA在500V左右开始出现饱和,而机端TA在700V时仍保持线性,这样在外部故障的暂态过程中,两侧CT的特性差异使差回路有电流造成保护误动。
西北某电厂5号机组为6MW,与同容量另一台机组构成大单元接线,经110KV母线与系统联系。
1998年3月18日,110KV出线发生AB相间短路,5号发电机差动保护误动。
事故后检查了A相差动的TA特性,发现中性点侧与机端的TA特性有很大的差异。
中性点TA的饱和电压只有20V,而机端TA的饱和电压达200V。
变压器差动保护拒动原因分析
1动作电流过大,灵敏度低
1996年7月13日,1号主变高压侧(220KV)B相穿墙套管折断,但不接地(相当于一相断开)1号主变差动保护拒动。
中性点零序保护动作,先跳开3、4、5号不接地变压器(变压器经间隙接地)
后又跳开1、2号接地变压器。
造成全厂停电。
原因是主变差动保护灵敏度低,而零序保护设计不合理。
由于采用的是老的BCH电磁型继电器构成的差动保护,整定电流为1.3倍变压器额定电流,在非全相时灵敏度不够,差动保护拒动。
由于非全相有零序电流,所以零序保护先跳不接地变压器,因1号变非全相仍有零序分量,继而跳开1、2号变压器。
2微机保护的软件和硬件问题
某变电站1号主变为90MVA。
有两套微机变压器保护。
差动保护为二次谐波制动和比率制动特性,设有断线闭锁,差动速断。
1998年6月27日,由于1号主变220KV侧隔离开关操作机构箱内受潮,操作回路绝缘下降,引起隔离开关带负荷自动分闸,造成弧光短路。
事故后1号主变差动保护拒动。
对侧5条线路的距离二段动作,将5条线路全部切除,事故扩大为3个220KV变电站,11个35KV变电站,1个燃汽轮机发电厂全部停电。
检查发现,故障点在变压器差动保护区内。
故障电流二次值为116A。
对保护装置进行实验检查发现,当电流大于80A时,A/D芯片溢出,采样得出的电流为0.2-0.3A。
另外,在故障电流大于80A时,断线闭锁判为电流回路断线,故两套差动保护均拒动。
变压器差动保护误动分析
1电流互感器极性错误
1997年4月21日10时58分,某厂2号主变压器差动保护区外故障误动。
事故后检查发现是电流互感器的极性错误所致。
1992年10月4日,某变电站330KV出线上发生故障,线路保护动作后重合闸动作,重合后又三相故障,此时1号变压器差动保护动作,切除变压器。
检查结果,330KV侧差动保护C相的极性接反造成外部故障差动保护误动。
1992年8月1日,因下雨1号主变330KV侧C相CT因闪络损坏,更换CT后因负荷太小没做实验,因而没发现C相CT极性错误。
1997年4月21日10点58分,某电厂2号主变差动保护在区外故障时误动。
1998年2月17日,某变电站1号主变差动保护在区外10KV出线上故障时误动。
两次误动的原因均因为电流互感器的极性接反,造成外部故障时保护误动。
2CT二次回路绝缘不良造成
1999年7月26日13时,某变电站4号主变差动保护误动,无故障跳开各侧断路器。
原因是4号主变的110KV侧差动CT的二次C相电缆绝缘破损致使C相导线与CT外壳接地,将该侧C相二次电流短路,差动保护误动。
1999年10月25日,2号发电机-变压器组的主变差动保护A相差动保护误动,切除了2号发变组。
1999年10月27日,2号发电机-变压器组的主变差动保护A相差动保护再次误动,切除了2号发变组。
原因是2号主变差动保护低压侧的差动CT的二次回路绝缘不良,在由A相TA端子至保护屏二次电缆A相芯线处有绝缘破坏的地方,在开停机过程中,由于振动大致使电缆接地,A相TA短接,差动保护误动。
某变电站的4号主变压器,系容量为240MVA的三绕组自耦变压器,其差动保护是按间断角原理构成的晶体管保护装置。
1999年7月26日13时,4号主变的差动保护动作,无故障跳开变压器各侧断路器。
事故后检查发现4号主变的差动保护110KV侧的差动TA二次C相电缆芯线绝缘破损,致使C4221导线与TA外壳接地,将C相电流短路,因而出现差流,保护误动。
3整定错误
2008年4月21日17时30分,某变电站主变压器低压侧电抗器出口故障,主变压器差动保护区外故障误动。
事故后检查发现是由于整定错误(国外保护,补偿相位错误)。
1999年6月7日8点49分,某220KV变电站的10KV线路故障,10KV保护正确动作,1号变的差动保护误动跳三侧。
1号主变的保护为微机保护,变压器的220KV及110KV侧的TA二次电流为1A,而10KV侧的TA二次电流为5A,在整定保护的平衡系数时没有考虑到这一情况,致使在外部故障时保护误动。
4工作人员错误造成的误动
1996年11月12日17时,某变电站3号主变差动保护误动,切除了3号变压器。
事故后查明原因是运行人员操作错误所致。
在主变保护盘上,将旁路断路器的差动TA二次与变压器同侧差动TA二次都接入差动保护中,致使差回路出现电流,引起保护误动。
1998年2月25日,某变电站2号主变差动保护误动,切除了2号变压器。
事故后查明原因是误将110KV侧旁路断路器的差动TA二次接为星形,而变压器220KV侧差动TA二次为三角形接线,在用旁路代110KV侧的102断路器时,由于差回路出现电流,引起保护误动。
1999年9月7日,某水电厂在检修工作中,误将3号主变差动保护TA短接,从而造成差动保护误动。
2000年5月24日19点58分,某电厂的仪表班工作人员对4号变压器的仪表进行消缺,短接TA二次端子时造成一相TA二次对N线短接,从而一相差动保护误的动。
4变压器空载合闸时保护误动
某变电站1号主变容量为240MVA,配有两套JCD-11型晶体管差动保护装置,动作特性为比率制动和二次谐波制动。
1999年8月4日3点3分,在330KV侧3322断路器对1号主变充电时两套差动保护均误动,跳开充电侧断路器。
1999年8月4日3点37分,在330KV侧3320断路器对1号主变充电时两套差动保护均误动,跳开3320断路器。
整定二次谐波制动比为0.19,因充电时变压器的励磁涌流中二次谐波含量低于该整定值,故保护误动,将该项定值修改为0.16,再次投入变压器,保护没有误动。
5由谐波和整定不合理引起的变压器差动保护误动
某变电站为上世纪70年代投运的330KV变电站,有两台容量分别为240MVA和150MVA的变压器。
差动保护采用间断角原理的晶体管保护装置。
投运初期差动保护频繁误动,误动的特点是多发生在低负荷情况下。
误动原因分析:
(1)调试错误。
误将闭锁角整定为30度,应该是60-65度。
(2)谐波的影响。
在按间断角原理构成的差动保护中,采用电
抗变换器将电流转换成电压送至逻辑回路。
由于电抗器对谐波具有放大作用,故电流中的高次谐波(主要是三次谐波)对保护影响大,分析表明,当电流为三次谐波时,保护的变得容易动作了
发电机失磁保护中的UL-P元件误动
西北某厂装有4台容量为400MW的水轮发电机,每台发电机配有两套失磁保护,一套为微机型,另一套为集成电路型,每套均配有
UL-P元件。
运行中发现,当有功负荷较大时,两套保护的该元件便误动。
经检查分析,是由于发电机的转子电压中的交流分量太大引起的。
其中6次谐波分量最大。
当转子直流电压为132V时,交流分量电压达1000V,这样就影响了保护对转子直流电压测量的准确性。
当直流电压较低时,测量结果基本一致,而当直流电压较高时,测量结果相差很大。
在转子电压为250V时,保护侧测量值只有104V.
当发电机负荷增大时,转子直流实际电压增大,UL-P元件的动作电压也随之升高,但由于转子电压中交流分量的影响,和直流变换回路霍尔元件的非线性特点,保护实际感受电压降低,所以,该元件会误动。
发电机失磁造成的电网电压崩溃
1972年9月18日,某电厂容量为125MW的5号机组向电网送出的无功为130Mvar,上午8点44分发电机突然式磁,机组未装设失磁保护,于是又从电网吸收无功120Mvar,电网失去250Mvar的无功,枢扭变电站220KV母线电压降至158KV,(临界电压为168KV)
地区电压崩溃,系统发生振荡,运行人员手动切除失磁机组机部分负荷,振荡平息。
全网共切除负荷440MW,最长停电时间1小时10分。
发电机定子接地保护拒动
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- 电力系统 保护 典型 故障 分析 案例