6kV 取水口电源Ⅱ 6305 断路器跳闸分析

6kV 取水口电源Ⅱ 6305 断路器跳闸分析

陶 林 1 李作庆 2

1 云南滇能禄劝电磷开发有限公司 2 云南电网公司德宏供电局

摘要：厂房距取水口只有2km距离线路距离短，故未对10kV线路单独配置保护；而是用变压器的后备保护作为线路的保护。该变压器配置的保护装置为WDZ-5241、WDZ-5242装置，并配置了反应短路故障主保护：纵差保护、重瓦斯保护，短路故障后备保护：复合电压闭锁过流保护、负序过电流保护、复合电压闭锁功率方向保护，异常运行保护：过负荷保护、轻瓦斯保护、温度保护、油位异常保护。

关键词：纵差保护、瓦斯保护、负序过电流保护、过负荷保护、后配保护

事故简述

2019年10月9日，6kV公用段取水口电源Ⅱ保护装置WDZ-5242负序II保护动作，6305断路器跳闸；保护装置WDZ-5241 CT断线报警灯亮。跳闸前8min左右运行人员在进行10kV取水口取水泵停运工作。其简化一次系统接线如图 1所示；WDZ-5241、WDZ-5242保护装置报文如图2所示：

图 1 一次系统接线图

图 2 WDZ-5241、WDZ-5242保护装置报文

事故原因分析

对此次事故提出如下疑问：

1.为什么WDZ-5241保护装置上CT断线灯亮、差动保护没有动作？

2.为什么高压侧零序I段（动作电流：0.13A，动作时间：0.3s）保护没有动作？

分析如下：

1.1 WDZ-5241保护装置判别延时CT断线的逻辑为：变压器任一侧三相电流有一相或两相电流小于0.125Ie（Ie:二次定电流），且其他两相或一相电流均大于0.2Ie；则延时2s发CT断线报警信号，但不闭锁任何保护。根据报文装置CT断线灯亮属正常报警。

1.2 WDZ-5241保护装置对于D/D接线方式的差流和制动电流的计算如图 3所示：

D I：差流 HI：制动电流 Kphl:平衡系数（Kphl=1.67）

图 3 装置差流和制动电流计算公式

变压器的差动保护范围在两侧CT之间，图1紫色虚线框为变压器差动保护范围。在正常运行及区外故障时以高压侧为基准进行归算，变压器在正常运行及区外故障时两侧电流是幅值相等方向相反，所以在正常运行及区外故障时差流均为0,其电流向量图如图4所示：

图 4 正常运行及区外故障时电流向量图

由差流计算公式，则本次故障时的差流计算为：

最大相的差流都只有0.058A，考虑CT传变误差、装置采样误差等因素。可以判定本次故障为变压器区外故障，所以WDZ-5241保护装置差动未动作属正常。

2.1分析第二个疑问前先了解一些基本知识点

负序过电流保护构成原理：根据电力系统在正常运行时负序电流分量很小（接近0），但在系统出现不对称故障时，就会产生很大的负序电流，从而通过测量负序电流的大小可以判断是否发生故障。

在三相电路中，对于任意一组不对称的三相相量（电压或电流），可以分解为三组三相对称的相量。当选择A相作为基准相时，三相相量与其对称分量之间的关系（如电流）为：

2.2 由于B电流 几乎为0，很容易想到 产生的原因可能是B相断线或发生了AC相间短路或线路上AC两相避雷器击穿或损坏造成AC接地故障。由于AC相间短路与AC两相避雷器被击穿造成AC接地故障时的电流特征一样，均是故障两相的短路电流大小相等方向相反。故分析时就只按AC相间短路分析。

（注：10、35kV系统为中性点不接地系统，在线路发生相间故障和两相接地故障时，故障两相短路电流均是幅值相等方向相反。从附件A：某电厂35kV线路BC相避雷器被击穿故障时的录波图也能看出BC两相的短路电流大小相等方向相反。）

下面就B相断线和AC相间短路这两种情况作简要分析：

2.2.1 假定是发生了B相断线（便于分析忽略 ）

计算负序电流：

 计算零序电流：

查看定值单知：高压侧零序I段动作电流：0.13A，动作时间：0.3s；负序II段动作电流：0.2A，动作时间：2s；根据以上计算结果应该是高压侧零序I段动作，而不应该是负序II段动作。当然也不排除是高压侧零序I段拒动之后，由负序II段动作跳闸。但是按B相断线计算出的负序电流是

，而保护装置上负序II段跳闸时的负序电流是 ，与实际不符合；综合以上分析因发生了B相断线后导致的6305断路器跳闸不成立。

2.2.2 假定是发生了AC相间短路（便于分析忽略 ）

 计算负序电流：

 计算零序电流

根据以上计算结果应该是负序II段动作跳闸，负序II段动拒动后再由其他保护动作跳闸。按AC相短路时计算出的负序电流是 ，与保护装置负序II段跳闸时的负序电流 符合。

三、最终分析结果

通过对10kV线路巡视检查，无异常现象；最后对A、B、C三相避雷器进行试验检查时，发现A、C两相避雷器已被损坏击穿造成AC接地故障。WDZ-5242保护装置负序II段保护动作跳开6035断路器，切除故障。本次WDZ-5241、WDZ-5242保护装置的报警和动作行为均正确，不存在误动和拒动。

参考文献：

[1]GBT 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程

[2].WDZ-5241、WDZ-5242保护装置说明书 [3]电力系统暂态分析（第三版） [4]电力系统继电保护原理(第四版）

[5]防止电力生产事故的二十五项重点要求(2016版)