线路单相接地故障导致主变间隙保护动作分析与探讨
单相接地引发的主变差动跳闸故障

单相接地引发的主变差动跳闸故障发表时间:2018-04-24T15:01:28.000Z 来源:《防护工程》2017年第36期作者:吴明希[导读] 2017年某地区出现单相接地造成主变差动出现跳闸现象,跳闸主要是为了保护电路安全。
国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司 223800 摘要:本文主要基于某地区电路系统出现的故障。
在检查的过程中查找单相接地的位置,关闭电路系统的开关,造成主变差动跳闸故障,工作人员需要对原因进行调查并且采取相应的措施修检故障点。
本文在研究故障的过程中提出相应的解决方法,根据实际情况做出具体的分析,保证电路的正常运行。
关键词:单相接地;主变差动动作;跳闸引言2017年某地区出现单相接地造成主变差动出现跳闸现象,跳闸主要是为了保护电路安全,重合闸在重合的过程中并没有正常重合,造成停电事故,所以工作人员在进行检查时应该吸取事故发生的教训,防止以后出现类似的情况,需要对出现主变差动跳闸进行系统的分析,并采用有效的措施进行修复,保证地区供电正常并且安全。
一、项目简介此地区中变电站中使用的是单母线分段接线的形式,使用双回路的形式接入电源进线,同时运行并分别带动变电站中电量负荷的运行,一条线带动东部用电负荷,另一条线带动西部用电负荷,两条线同时带动整个地区的用电负荷。
变电站使用完全分段的形式进行运行,东部和西部所使用的是两个完全不同的系统(如图1所示)。
图1变电站主接线示意图二、故障原因分析在检查东部相接地的过程时将其母负荷清空并且使用6kv进行运行,将351关闭同时将35母联开关关闭,造成主动差动故障,重合闸重合过程中出现故障,工作人员前往现场进行系统分析。
(一)无时限保护动作此地区中使用的小电流接地系统,如果一旦发生单相接地的情况,电流小并不会造成跳闸故障,这种系统比较稳定,在相关规定中介绍系统出现此种情况的时间不能超过120分钟[1]。
此地区中使用完全大分段的运行方式进行,东西部两个系统,在使用的过程中东部c出现接地现象之后,将会影响a、b电压升高,c的电压很小,西部地区并没有产生影响。
110kV主变间隙过压保护动作分析及改进措施

110kV主变间隙过压保护动作分析及改进措施作者:马金山吴继雄瞿辉来源:《机电信息》2020年第21期摘要:通過两个案例分析了主变间隙过压保护动作原因,并提出了改进措施,防止因系统故障造成主变间隙过压保护动作,扩大事故范围。
关键词:主变保护;间隙过压;光纤差动0 引言我国110 kV及以上电力系统为中性点有效接地系统,但不是所有的110 kV及以上电压等级的变压器中性点都要直接接地。
考虑到系统短路容量的问题,如全部接地,系统零序阻抗变小,系统发生接地后短路电流较大,因此要考虑部分变压器中性点不接地。
根据《电力变压器运行规程》要求,110 kV及以上不接地的变压器中性点要采取间隙保护措施。
当发生单相接地故障时,变压器所接的电力网失去接地中性点,若间隙电流(电压)达到过压保护定值,经0.3~0.5 s时限动作断开变压器各侧断路器。
2018年6月3日,110 kV麻城变因10 kV侧有小电源系统,主供线路发生单相接地故障,造成#1主变间隙过压保护动作,跳开#1主变三侧开关。
2019年2月11日,110 kV象山变主供线路发生接地及断线故障,造成#2主变高后备间隙过压保护动作,跳开#2主变两侧开关。
从以上两个案例来看,110 kV变电站存在主供线路故障造成主变间隙过压保护动作风险。
本文将对故障案例进行分析,并提出整改措施。
1 间隙过压保护动作分析1.1 110 kV麻城变间隙过压保护动作分析2018年6月3日,110 kV麻城变由麻花线主供,麻花线路(靠花竹变)发生B相接地故障,花竹变距离、零序保护动作后跳开花竹侧开关DL1,如图1所示。
因110 kV麻城变为受电侧,距离、零序保护未动作。
麻城变10 kV母线接有小电源E2,当主供线路跳闸后,能维持麻城变一定时间的电压。
麻城变因DL1跳闸与系统脱网,1T中性点未接地,相当于不接地系统运行。
麻城变DL2、DL3、DL4、DL5未跳闸,麻花线的接地点未隔离,因小电源的原因,非故障相电压升高■倍,二次零序电压上升到300 V左右,达到主变间隙保护动作值,110 kV麻城变#1主变间隙保护动作。
线路接地故障引起下级主变保护动作分析及处理

线路 上 的鹰 也 掉 在 了地 上 , 故障点 消失, 于是 1 2 7开 关 的 重 合
闸达 到 定值 时 间 1 . 0 s后 , 重 合 且 成 功 。但 是 , B、 C变 电站 主 变
( 2) 1 l O k VB 站 : 是 个终端站 , 站 内 仅 一 台 两 圈 主 变 压 器
相接 地故 障点 还 没 消 失前 提 下 , 该 不接 地 系统 产 生 了 3 U 的 零
序 电压 , 该 电压 大 小为 正 常相 电压 的 3倍 , 超过 1 l O k V B 、 C两
( 1 ) 2 2 0 k V A 变电 站 : # 1 、 # 2主 变 并 列运 行 , 1 #主 变 2 2 0 k V、
l l O k V侧 中性 点 直 接接 地 运行 , # 2主 变间 隙 接 地 运行 , 2 2 0 k V、
网脱 离 。 由 于 1 1 0 k V C站 # 1 主变3 5 k V侧有 一小水站 电源.
闸熔 断后 有什 么影 响 ? 下面 我 们 来 进行 分析 :
3 . 1 B站 、 C站 变压 器跳 闸原 因
2 0 0 7年 2月 l 1日 7点 4 5分 1 0秒 . 当1 1 0 k V AB线 路 发
生 A 相 单 相 接 地 故 障 时 . 由 于故 障 点 靠 近 1 1 0 k V B站 侧 线
L 0 W C A R B o N W 0 R L D 2 o i 3 , 6
电 力与资源 i
线 路接地故障弓 I 起下 级主变 保护动作分析及处理
刘永瑛 , 苏廷芳 ( 四 J 1 I 省电 力公司德阳电 业局, l  ̄ ) l l 德阳6 1 8 3 0 0 )
一起变电站间隙保护误动作与改进措施研究

一起变电站间隙保护误动作与改进措施研究本文分析了变压器间隙保护的原理,以某110kV变电站由于末端电网存在储能元件而发生间隙保护误动作为例,提出改进措施。
标签:变压器;间隙保护;误动作0引言由于电网结构设计不合理,部分变电站出线侧存在电容器、电容式电压互感器、电机等储能元件,一旦电源线路上发生单相接地故障,线路电源侧断路器跳闸,在未重合前,孤立出来的末端电网系统中的储能元件将向系统释放能量。
而此时由于进线线路上接地故障的存在,形成了不接地系统发生单相接地故障。
因此主变中性点承受很高的零序电压,导致主变间隙保护动作,跳开主变各侧断路器。
当进线电源侧断路器达到重合闸时间重合成功后,由于主变跳闸仍无法正常供出负荷,严重影响供电可靠性。
为此,要进行深入分析,寻求改进措施,确保电网稳定运行,减少负荷损失。
1变压器中性点接地方式在电网实际运行中,变压器的中性点主要有三种工作方式:第一种是直接接地运行;第二种是不接地运行;第三种是部分接地运行,主要是用于多台变压器并列运行时。
中性点直接接地运行的变压器的后备保护一般为零序电流保护,零序电流则由零序电流互感器取得(安装于中性点的引出线上),另外,还应增设零序功率方向元件。
而中性点不接地运行的变压器,一般在中性点处需要加放电间隙,同时增设零序电压和零序电流作为放电间隙的后备保护。
(1)中性点直接接地运行在电力系统中,诸多的变压器采用中性点直接接地运行的方式,该方式运行下应装设零序电流保护作为变压器接地后备保护。
零序电流通常取自变压器中性点引出线上的零序电流互感器。
通常,配置两段式零序过电流保护,配置保护时以减少切除故障后的影响范围为原则,这两段零序电流保护各带两级时限,根据较短的时限来断开分段断路器或母线联络断路器,以缩小故障影响范围;根据较长的时限有选择性的动作于断开变压器各侧断路器。
(2)中性点部分接地或不接地运行相关技术规程规定,110kV及以上系统采用中性点直接接地的运行方式。
单相接地引起主变差动跳闸原因分析及防范

中 州 煤炭
总第 19 9 期
单 相 接 地 引 起 主 变 差 动 跳 闸原 因分 析 及 防 范
桑金 英 梁 郁鑫 ,
( . 国 平煤 神 马 集 团 电务 厂 , 南 平 顶 山 1中 河 4 7 0 ; . 南 省煤 炭 科 学研 究 院 有 限公 司 , 南 郑 州 60 0 2 河 河 4 00 ) 50 1
方式 , 即张 3 V东 、 5k 西母 为完 全 不 同 的 2个 系统 。
完全 大分 段运行 的方式 , 3 V东母 、 张 5k 西母 为 2个 系统 。张 3 V东母 c相 接 地后 , 5k 电压 很 小 或是 接 近 0 V, A相 、 B相 两 相对 地 电压 升高 甚 至 达 到 了线 电压 。张 3 V西母 未 出现异 常运行 情况 。在查 找 5k
2 1 年 6月 1 01 1日, 平煤 矿 区 1 0k 1 V张庄 变 电
站 3 V系统 发 生单 相 接 地 , 查 找 接地 位 置 过 程 5k 在
2 张 庄 变 电 站 “ ・1 故 障原 因 分 析 61 ”
在 查找 张 3 V东 母 C相 接地 的过 程 中 , 张 5k 将 3 V东母 负荷 腾空 后 , 1主变 带 张 6k 5k 张 V东 母运
用 瞬 间停 电的 方 法 查 找 接 地 。
关键词 : 单相 接 地 ; 变 差 动 动 作 ; 闸 主 跳 中 图 分 类 号 :D 1 . T 645 文 献 标 志 码 : B 文 章 编 号 :0 3— 56 2 1 )7— 07— 3 10 0 0 (0 2 0 0 5 0
中, 引起 主变 差动 保护 动作跳 闸 , 线 开关无 时 限速 馈
一起线路单相接地导致变压器间隙零序动作事故的分析

Abstract:Thispaperintroducesanaccidentinwhichthesinglephasegroundingfaultofthelineleadstozerosequenceovercur rentandovervoltageactionofonetransformerhighbackupgapandjumpsoffthemainsidethreesideswitch.Byanalyzingthe timingrelationshipoftheonsiteeventmessagerecords,andcomparingtheoperationoftheprotectiondevicebeforeandafterthe fault,theinfluenceofthezerosequencevoltagefrequencyvariationontheend110kVsystemisanalyzedindepth.Forthesubsta tionwith10kVdistributedpowersupply,correspondingpreventivemeasuresaregiven. Keywords:maintransformerprotection;gapzerosequence;zerosequencevoltagefrequency;end110kVsystem doi:10.3969/j.issn.1006-8554.2019.10.002
1)花竹站侧线路保护动作情况分析。对现场进行深入查 看后,发现放电痕迹处导线、复合绝缘子表面有鸟粪,在塔下植 被上也发现了鸟粪。结合对当地居民的取证,调查后得知在 6 月 3日 22时左右,枣麻线#34塔上有放电声音。根据现场分 析,判断此处是故障点,此次跳闸是鸟类排便过程中,细长的鸟 粪短接了绝缘间隙,造成闪络,引起的线路跳闸。
单相接地故障的现象分析及处理办法

单相接地故障的现象分析及处理办法在小电流接地的配电网中,一般装设有绝缘监察装置。
当配电网发生单相接地故障时,由于线电压的大小和相位不变(仍对称),况且系统的绝缘水平是按线电压设计的,所以不需要立即切除故障,尚可继续运行不超过2h。
但非故障相对地电压升高1。
732倍,这对系统中的绝缘薄弱点可能造成威胁。
此外,在仍可继续运行时间内,由于接地点接触不良,因而在接地点会产生瞬然熄的间歇性电弧放电,并在一定条件激励下产生谐振过电压,这对系统绝缘造成的危害更大.为此,必须尽快处理排除单相接地故障,确保电网安全可靠运行。
1 单相接地故障的特征单相接地(1)配电系统发生单相接地故障时,变电所绝缘监察装置的警铃响,“××母线接地”光字牌亮。
中性点经消弧线圈接地的,还有“消弧线圈动作”的光字牌。
(图1)(2)当生发接故障时,绝缘监察装置的电压表指示为:故障相相电压降低或接近零,另两相电压高于相电压或接近于线电压。
如是稳定性接地,电压表指示无摆动,若是电压表指针来回摆动,则表明为间歇性接地.(3)当发生弧光接地产生过电压时,非故障相电压很高,电压表指针打到头。
同时还伴有电压互感器一次熔丝熔断,严重时还会烧坏互感器.但在某些情况下,配电系统尚未发生接地故障,系统的绝缘没有损坏,而是由于产生不对称状态等,绝缘监察也会报出接地信号,这往往会引起误判断而停电查找。
2 单相接地信号虚与实的判断(1)电压互感器高压熔断器一相熔断报出接地信号时,如果故障相对地电压降低,而另两相电压升高,线电压不变,此情况则为单相接地故障.(2)变电所母线或架空导线的不对称排列;线路中跌落式熔断器一相熔断;使用RW型跌落式开关控制长线路的倒闸操作不同期等,均会造成三相对地电容不平衡,从而使中性点电压升高而报出接地信号,此情况多发生在操作时,而线路实际上并未发生接地。
(3)在合闸空母线时,由于励磁感抗与对地电抗形成不利组合而产生铁磁谐振过电压,也会报出接地信号。
单电源并列运行线路一条线路故障导致开关保护动作分析

单电源并列运行线路一条线路故障导致开关保护动作分析摘要:本文介绍了一起典型的110kV并列运行双回线路其中一回线路单相永久性故障造成双回线同时跳闸,致使110kV变电站失压事件,针对此次事件就继电保护整定及动作情况进行了深入分析,提出了避免再次发生类似事件的保护整定反措,以保证电网的安全稳定运行。
关键词:并列双回线单相故障零序电流反转1 保护动作情况1.1 跳闸前运行方式220kV飞跃变:220kV l号主变高、中压侧中性点均接地运行,220 kV 2号主变高、中压侧中性点不接地运行。
110kV1飞胜线、2飞胜线双回线并列运行。
110KV胜利路变运行方式为两台主变分列运行,胜10在备用位置。
1.2 跳闸过程220千伏飞跃变2飞胜1零序Ⅱ段、接地距离Ⅱ段动作出口,重合不成功;110千伏胜利路变1飞胜2零序Ⅱ段动作出口,重合不成功;110千伏2飞胜2接地距离Ⅰ段动作出口,重合不成功。
至此,故障电隔离,胜利路变失压。
查线发现2飞胜线#44-#45塔B相故障,胜#2主变110千伏侧间隙有放电痕迹,证明线路故障时胜2主变110千伏侧间隙击穿。
2 跳闸原因分析2.1 2飞胜线保护动作分析从2飞胜线两侧保护跳闸报告可以看出,故障为B相故障,位于近胜利路侧,故障相电流达到49.396A,2飞胜线两侧保护动作行为均正确。
2.2 1飞胜线保护动作分析当2飞胜线发生故障时,2飞胜2接地距离Ⅰ段17ms动作出口,2飞胜2开关29ms时合位继分,78ms跳位继合。
在1飞胜1和1飞胜2的录波图中都可以看出,在67ms左右零序电流发生了变向,并且幅值有所降低,此时正是2飞胜2开关跳开之际,之后由于所有的零序电流都通过2飞胜1开关,故2飞胜1的零序电流幅值增大,与录波图相符。
(图中电流为二次值)当零序电流发生反转后,对于1飞胜2的保护来说便是正方向故障,于是在383ms时,其零序Ⅱ段保护动作跳闸;1飞胜1为反方向故障,保护不动作。
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线路单相接地故障导致主变间隙保护动作分析与探讨
摘要:有电源并网的110kV变电站,其进线发生单相接地故障时,线路跳闸后,并网电源向故障点倒供故障电流,110kV主变间隙保护动作跳开主变各侧开关,
瞬时性故障时线路重合成功、永久性故障故障时线路重合不成进线备自投动作成
功后仍不能恢复对用户供电。
本文给出了解决方案,以提高用户供电可靠性。
引言
中性点装设接地刀闸和放电间隙的变压器,其中性点可直接通过接地刀闸接地,也可经间隙接地。
地区电网110kV变压器中性点多采用间隙接地方式,配置
间隙零序过流和零序过压保护作为接地故障的后备保护。
而电力系统近年发生多
起110kV变电站进线发生单相接地故障时,线路跳闸后,变压器间隙保护动作跳
开主变三侧,线路重合成功、进线备自投动作后均无法恢复供电,无法保证供电
可靠性。
本文以110kV A变电站为例,分析一起线路单相接地故障导致主变间隙保护
动作,保护与重合闸、自动装置无法正确配合,导致全站失电的案例,并提出改
进方案。
1 事件经过
厂站系统图如图1所示,110kV A变电站通过110kV甲AⅠ线、110kV甲AⅡ
线由220kV甲站双电源供电,110kV甲AⅠ线为主供电源,220kV甲站110kV甲
AⅠ线111开关重合闸为投入状态,且为检无压重合闸,重合闸动作时间为2S,110kV甲AⅡ线为备用电源,重合闸未投入,一条线路主供,一条线路备用情况下,投入110kV进线备自投装置,检主供进线无压无流、备用线路有压延时3.5S
跳开主供进线开关,延时0.3S合备用进线开关。
110kV A站两台主变均为内桥接线,#1主变运行,#2主变冷备用,中性点为间隙接地方式,配置间隙零序过流
和零序过压保护作为接地故障的后备保护,开口△接线方式的主变间隙零压值
160V,时限0.5S,一电源通过A站内35kV线路并入电网。
110kV甲AⅠ线发生永久性A相接地故障,220kV甲站110kV甲AⅠ线111开
关跳闸,0.5S后主变间隙保护动作,跳开A站110kV甲AⅠ线111开关、110kV
分段100开关、#1主变301开关、#1主变001开关,2S时重合闸动作,重合不成;3.5时110kV进线备自投检主供线路110kV甲AⅠ线无压、无流,备用线路110kV甲AⅡ线有压,110kV进线备自投装置动作,合上A站110kV甲AⅡ线112
开关,但主变间隙保护已跳开三侧开关,无法恢复站内设备送电。
2 事故分析
110kV甲AⅠ线发生永久性A相接地故障后,接地距离Ⅰ段、零序Ⅰ段0S保
护动作跳闸,将故障点与220kV甲站隔离,但由于并网电源仍向站内提供短路电流,而变压器中性点接线方式采用间隙接地,假设A相直接接地,电压向量图如
图2所示,其中UA、UB、UC和3U0分别为故障前主变高压侧三相电压和开口△
电压,UA’、UB’、UC’和3U0’为故障后主变高压侧三相电压和开口△电压。
故障前:UA=100 ,UB=100 ,UC=100 ,3U0=UA+UB+UC=0;故障后:UA’=0,UB’=100,UC’=100,3U0’=UA+UB+UC=300 , >160,满足主变间隙保护动作条件。
主变间隙保护时限0.5S<重合闸时限2S<进线备自投时限3.5S,故满足条件情
况下,动作顺序为:主变间隙保护、重合闸和进线备自投。
主变间隙保护逻辑框
图如图3所示,满足间隙零压或零流都能使间隙保护动作,跳开主变三侧开关, 110kV A站为内桥接线方式,#1主变间隙保护动作时跳开110kV甲AⅠ线111开关、110kV分段100开关、#1主变10kV侧001开关和#1主变35kV侧301开关。
2S时220kV甲站110kV甲AⅠ线111开关重合闸检本线路无压无流,动作重合于故障,加速跳开220kV甲站110kV甲AⅠ线111开关。
即使为瞬时性故障,在进线开关和桥开关被跳开的情况下,重合成功也无法恢复站内设备送电。
3.5时进线备自投检主供进线110kV甲AⅠ线无压无流、备用线路110kV甲AⅡ线有压,110kV进线备自投动作断开主供进线110kV甲AⅠ线111开关(本案例主供进线开关已被主变间隙保护跳开),0.3S后合上备用进线110kV甲AⅡ线112开关。
但是110kV分段100开关已被主变间隙保护跳开,仍然无法恢复站内设备送电。
3 改进措施
针对有电源并网的110kV变电站,其进线发生单相接地故障时,线路重合成功或进线备自投动作成功后仍不能恢复对用户供电的情况,可以改变变电站中性点接地方式或者通过保护整定与配合来提高供电可靠性。
改变变电站中性点接地方式会改变系统的零序网络,原有的和零序有关的保护需要重新整定、配合,工作量大,若有遗漏,容易出现保护误动。
本文从保护整定与配合方面给出改进方案。
规程建议有小电源并网的分级绝缘变压器中性点应直接接地,但随着并网小电源的发展,变压器中性点接地方式的增多,电网的零序网络日益复杂,给保护的整定配合及运行操作带来很大困难,考虑根据规程规定增设中性点不接地时的放电间隙保护,并配置可靠联切小电源的保护及回路,防止对变压器绝缘的损坏并尽量保持全网零序网络的稳定。
3.1 加装反方向进线保护联切小电源保护
首先规定进线开关电流方向,正常运行时电流方向为由线路流向母线,规定其为“+”,故障时,故障电流由母线流向线路,规定为“-”。
当电流方向为“-”,且电流大于整定值时,进线保护启动但不出口本开关,而是延时出口联切小电源。
其保护逻辑框图如图4所示。
反方向进线保护设置光纤纵差保护,接地距离I、II、III段,相间距离I、II、III段,零序I、II、III、IV 段。
动其保护动作联切小电源保护。
主变间隙保护0.2s 跳并网联络线,0.5S跳主变三侧。
线路一旦发生故障,反方向进线保护动作跳开并网联络线。
间隙保护0.2s跳开主变联络线。
满足备投动作条件,备投成功,负荷没有损失。
3.2 加装进线备自投联切小电源保护
备投联切小火电,备投接线复杂,如果有多条并网联络线,有其中一条并网联络线联切不成功,备投不成功。
4 结语
本文以110kV A站为例分析进线故障主变间隙保护动作导致无法恢复供电的事故经过和保护逻辑,指出现存问题,并给出了加装反方向进线保护联切小电源保护、加装进线备自投联切小电源保护等方案,解决110kV线路发生单相接地故障时与主变间隙保护不配合的问题,以提高供电可靠性。
参考文献:
[1]曹亚旭,邵鹏,景中炤,等. 变压器中性点运行方式分析[J]. 电力系统保护与控制,2010,38(5):115-118.。