一起 220kV母线保护 CT断线故障分析及处理

一起 220kV母线保护 CT断线故障分析及处理

张皓鹏

阿坝水电开发有限公司 四川成都 610041

摘要：柳坪水电站220kV母线保护装置电流回路断线报警，通过保护装置采样数据分析，结合现场实际检查，查找出CT电流回路极性接反的问题并排除故障。通过对整个故障进行分析、检查、判断、处理，对以后保护装置及电流互感器的试验、运行及故障处理提出了一些经验和建议。

关键词：柳坪水电站；母线保护；电流回路断线；电流互感器；极性。

1、前言

柳坪水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州茂县境内，是黑水河流域水电规划“二库五级”开发方案的最下游一个梯级电站。该电站在外委某试验单位完成柳坪电站开关站电气设备年检预试，设备归调后，运行人员在调整柳坪2F机组负荷由0至40MW过程中，上位机报220kV母线2#保护电流回路断线，故障发生后运行人员迅速将机组负荷降低，并复归220kV母线2#保护柜报警信号。

2、柳坪主接线及220kV母线保护介绍

柳坪水电站安装3台水轮发电机组，单机容量40MW，额定电压10.5kV。1#发电机接一台80MVA三卷变压器组成单元接线，分别与220kV和35kV系统连接。2#机和3#机为扩大单元接线，接一台100MVA双卷变压器，直接升压至220kV接入系统。220kV为单母线接线，有二回220kV出线，其中一回至茂县220kV开关站，一回至上游色尔古电站，220kV采用户外中式布置；35kV侧出线一回，接白溪电站。电气主接如图1所示。

图1 柳坪水电站主接线

220kV母线保护为双重化保护配置，一套为南瑞RCS-915GA型母线保护，调度命名柳坪电站220kV母线1#保护；另外一套保护为许继WMH-800型母线保护装置，调度命名柳坪电站220kV母线2#保护。

3、事件发生时运行方式

1F机组检修、2F机组运行、3F机组备用、1B和2B主变运行、220kV母线运行、220kV都柳线运行、220kV柳茂线检修。

4、事件现象及原因分析

柳坪水电站在外委某试验单位完成柳坪电站开关站电气设备年检预试后，运行人员在调整柳坪2F机组负荷由0至40MW过程中，上位机报220kV母线2#保护柜电流回路断线，故障发生后迅速将机组负荷降低至17MW，并成功复归220kV母线2#保护柜报警信号。WMH-800母线保护装置没有电流回路断线的动作报告，只有事件记录，没有动作电流值记录，但三相差流值不平衡，C相差流值明显偏大。检查220kV母线1#保护装置无任何事件或动作报文，支路采样电流均正常，差动电流为0。

在全厂约17MW负荷的情况下，220kV母线保护2#柜电流采样情况如下：

都柳线支路：I1a=0.21A、I1b=0.21A、I1c=0.22A；

1B主变支路：I3a=0.03A、I3b=0.03A、I3c=0.04A；

2B主变支路：I4a=0.18A、I3b=0.18A、I3c=0.18A；

差动电流：Ida=0.01A、Idb=0.02A、Idc=0.44A。

从采样值可知：母差保护各分支支路电流幅值正常，但C相出现差动电流，且差动电流幅值为都柳线分支支路C相电流的两倍，这与接入母线保护2#柜的都柳线支路C相电流极性反接时的现象相吻合，可初步判断故障为：都柳线支路C相电流极性接反了。因年检时需要在CT本体上解开二次端子做试验，不排除在恢复接线时接线接反了。按照机组40MW负荷计算母线保护2#柜都柳线支路电流归算值约为0.5A，此时C相差流约为1A，此时保护装置电流回路断线正确动作（WMH-800保护装置利用差动电流进行CT断线判别，定值为0.5A）。此时，母线2#保护差动保护不动作，母线差动保护动作定值为1.3A。

5、检查情况及结论

故障发生后，电厂维护人员立即组织人员检查，检查都柳线电流互感器本体，发现都柳线电流互感器6BA（母线保护2#柜专用，端子号为4S1和4S2）的二次侧接线分别为：

A相电流互感器：4S2接A461，4S1接N461。

B相电流互感器：4S2接B461，4S1接N461。

C相电流互感器：4S2接N461，4S1接C461。

从接线可知C相二次电流接线极性与A、B相接线极性相反，与我们的分析判断相吻合。

检查结论：都柳线C相电流互感器6BA二次接线极性接反，在都柳线负荷超过23MW时220kV母线2#保护装置报电流回路断线信号；若都柳线负荷超过60MW时，220kV母线2#保护装置母线差动保护会动作跳闸。

6、事件处理

6.1、停用保护：在220kV母线2#保护柜（许继WMH-800母线保护）出现CT断线告警后，运行人员及时汇报，并向省调说明情况，申请将220kV母线2#保护柜差动和失灵保护退出。

6.2、现场检查和处置：维护班办理应急抢修工作票，并做好安全防护措施。按照电流互感器二次侧不能开路的原则，将都柳线电流互感器C相第六组线圈二次侧在本体端子箱内短接，即在C相电流互感器本体端子箱内短接C461和N461，检查开关站端子箱MB3内1E303C/C461和1E303C/N461回路电流明显降低，将1E303C/C461和1E303C/N461两根线在端子上换接，完成C相电流互感器6BA极性调换。调换接线并恢复短接措施后，检查都柳线全部电流互感器电流均正常，检查220kV母线2#保护装置电流采样正常，差动电流为0。故障消除后，运行人员及时向省调汇报并申请恢复220kV母线2#保护运行。

7、结语

7.1、本次事件，属外委试验单位试验人员在试验完成恢复接线时错误接线所致，试验人员及工作负责人均未按照拆线前的接线记录做接线对照检查。

7.2、建议在CT回路经过拆、接线等工作后，应做回路通断测试，必要时做极性测试。CT带电后要做带负荷测试，确保无误。

7.3、本次事件，柳坪电站值班运行人员和维护人员处置及时、正确，体现了良好的业务素质。

参考文献

1 WMH-800型微机母线保护装置说明书

作者简介：张皓鹏（1987.02-），四川乐山人，助理工程师职称，研究方向：水电站电气设备维修及管理。