电压切换异常引起500kV主变阻抗保护动作的故障分析与改进甘卿忠 摘要:分析了±500kV宝安换流站500kV#3主变在复电过程中发生的一起主变阻抗保护动作的原因，指出了本次故障的直接原因是端子接触不良导致中压侧母线电压无法送保护装置，间接原因是中压侧切换继电器电压消失告警回路设计不合理，导致无法在中压侧开关合闸前发现中压侧切换继电器电源消失的告警信号进而引起保护动作，最后提出了切实可行的优化建议，为500kV主变保护设计、运维提供参考Key:500kV主变；阻抗保护；电压切换；失压告警1.前言±500kV贵广二回直流输电工程西起贵州兴仁、东至广东宝安，线路全长1194公里，额定输送容量3000MW宝安换流站为贵广二回直流输电工的受端，目前已投运4台1000MVA的主变、6回500kV线路和12回220kV交流线路宝安换流站的安全可靠运行是保证深圳地区电网安全稳定运行的重要前提[1]本次涉及到的#3主变为单相无载调压自耦变压器，联接方式均为为yN，a0，d11，型号为ODFPS－334000/500的强迫油循环风冷单相无载调压自耦变压器2.500kV#3主变接线方式及阻抗保护配置方式2.1电气接线方式宝安换流站500kV#3主变高压侧接入500kV2/3接线交流场串内，中压侧接入220kV双母双分段接线，低压侧接入35kV低容低抗母线，500kV#3主变接线方式如图1所示，故障前220kV运行方式如图2所示。
3.保护动作情况2017年2月20日，宝安换流站按照调度指令进行500kV#3主变复电工作，在操作“将#3主变中压侧开关由热备用转运行”操作中，合上2203开关后，SER发：04:27:59.3702203CIRCUITBREAKERCLOSED2203开关合闸04:27:59.374PROTECTIONRELAYPOWERLOSS电压切换继电器电源丢失04:27:59.985BACKUPPROTECTIONTRIP阻抗保护动作04:28:00.0152056CIRCUITBREAKEROPEN2056开关跳开04:28:00.0162015CIRCUITBREAKEROPEN2015开关跳开04:28:01.796RCS-978CF1PROTECTIONALARM保护告警04:28:01.796RCS-978CF1PTCIRCUITOPEN保护PT断线告警SER发500kV#3主变保护屏2阻抗保护跳闸，2015、2056断路器跳闸信号，现场检查220kV#1、#5分段2015开关、220kV#5、#6母联2056开关在分闸位置；开关储能、SF6压力指示正常、外观未发现异常检查500kV#3主变保护屏2（=20T30+R2）内报文显示“Ⅱ侧接地阻抗T11”、“Ⅱ侧相间阻抗T11”保护动作；500kV#3主变保护屏2（=20T30+R2）内电压切换箱“I母”、“II母”绿灯熄灭（在当前方式下“II母”绿灯熄灭为正常状态）。
500kV#3主变中压侧接地阻抗I段保护和中压侧相间阻抗I段保护判据为：Zset=U/I=7Ω（其中U为220kV母线电压，I为中压侧出线开关CT电流），延时T=0.6S跳开220kV母联开关、分段开关保护动作时刻500kV#3主变中压侧电压、电流波形如图4所示，其中IAM、IBM、ICM分别为中压侧三相电流，UAM、UBM、UCM分别为中压侧三相电压由图4可知，500kV#3主变中压侧开关2203开关合闸时，中压侧三相电流由0增到约0.4A，中压侧三相电压均为0，小于中压侧接地阻抗I段保护和中压侧相间阻抗I段保护的动作定值7Ω，满足动作判据2203开关合闸时，保护装置监测到中压侧电流由0A增大到0.4A，通过电流变化量启动故障判别逻辑，此时TV断线告警不会闭锁相关保护，中压侧接地阻抗I段保护和中压侧相间阻抗I段保护出口延时满足保护判据后0.6S跳开220kV交流场分段开关2015、母联开关20564.保护动作原因分析4.1保护屏2电压切换装置输出回路无压原因分析现场检查发现500kV#3主变保护屏2内中压侧无电压采样值，而保护屏1电压采样正常；同时发现500kV#3主变保护屏2内中压侧电压切换装置面板上指示均熄灭。
电压切换装置原理如图5所示，正常情况下，L1灯亮指示#3主变中压侧连接至#5M，L2灯亮指示#3主变中压侧连接至#6M使用万用表测量发现输入中压侧电压切换装置的220kV#5M电压和220kV#6M电压回路均有压，而电压切换装置输出回路无压综合上述判断，现场工作人员分析认为故障原因为500kV#3主变电压切换回路异常对现场相关回路进行逐一排查，最终发现500kV#3主变2203间隔就地控制柜内反映刀闸分合位回路的正电端子接触不良，如图5所示，正电无法送至中压侧电压切换装置励磁1YQJ、2YQJ继电器，导致电压切换装置内电压无法通过继电器的辅助接点送到保护装置4.3现场处置情况现场对接触不良的端子进行紧固后，500kV#3主变保护屏2内电压切换装置L1指示灯亮，保护装置显示采集到中压侧正常电压，相关告警信号消失，保护恢复正常5.结论5.1直接原因由于500kV#3主变2203间隔就地控制柜内反映刀闸分合位回路的正电端子接触不良，导致送入主变保护屏2的中压侧电压切换装置刀闸位置接点不正确，电压切换装置无法将母线电压送至保护装置，导致阻抗保护动作，跳开分段2015、母联2056开关5.2间接原因由于切换继电器电源消失告警回路设计无法在中压侧开关合闸前发现中压侧切换继电器电源消失的告警信号，与实际运行要求不符，导致运行人员未能及时发现。
5.3建议本文基于一起主变阻抗保护动作的事件，分析了保护动作的原因，提出以下建议：1.将电压切换装置和回路检查纳入500kV主变定检作业重点内容；2.运行人员在操作主变中压侧开关前，及时检查二次设备屏内开关、刀闸等位置指示灯是否与现场实际状态一致，装置中压侧电压采样是否正常；3.取消电压切换装置失压告警回路串接开关接点，以便在中压侧开关合闸前能发现中压侧切换继电器电源消失的告警信号Reference：[1]林子钊、韦波.贵广Ⅱ回直流输变电工程投产运行对深圳电网的影响[J].吉林电力[2]叶罕罕、许平、宗洪良、王少伟、叶锋.数字化变电站的电压互感器配置和电压切换[J].电力系统自动化[3]陈松林、李海英、乔勇、郑玉平、沈国荣.RCS—978变压器成套保护装置[J].电力系统自动化[4]郭占伟、魏晓强、肖志刚、刘艳东.电压切换回路故障分析[J].继电器甘卿忠（1989-），男，本科，助理工程师，主要从事电力系统继电保护、特高压直流输电控制保护运行维护工作E-mail：ganqingzhong@ -全文完-。
