主变开关死区故障的分析
【内容摘要】主变压器开关的死区发生故障时，保护动作情况较为复杂，运行人员若按常规方法根据保护动作情况进行事故的分析、判断和设备的巡视检查，将影响事故的处理效率和正确性。本文以220kV主变压器中压侧开关与开关CT之间发生相间短路故障为例，结合自己实际工作经验，总结出针对变电运行人员在遇到大型复杂事故时，逐步分析确定事故的性质、类型和范围的方法。
【关键词】事故分析 事故较大可能性 主变开关 死区
一、事故发生时的运行方式简介
图1-1
1、一次设备简介：
（1）变电站共有主变两台：分别为1号主变、2号主变，均为有载调压变电器，额定容量12万kVA，正常时两台主变并列运行。
（2）220kV系统采用双母线带专用旁路母线的接线方式，接有7回出线，另外接有旁路290，
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母联260，1、2号主变高压侧开关201、202，母线PT。
（3）110kV系统采用双母线带专用旁路母线的接线方式，接有7回出线另外接有旁路140，母联100，1、2号主变中压侧101、102.母线PT。
（4）10kV系统采用单母线接线方式接有1、2号站用变931、941，1、2号主变低压侧901、902，母线PT。 2、二次相关保护简介：
（1）110kV母线保护采用RCS-915A型微机母线保护装置。配备有母线差动保护、母联充电保护、母联死区保护。母差保护装置大差电流回路取母线上除母联开关外所有开关CT，Ⅰ母小差电流回路取Ⅰ母线上开关和母联开关CT，Ⅱ母小差电流回路取Ⅱ母线上开关和母联开关CT。
（2）主变保护：采用双屏配置，2套电气量保护，1套非电气量保护。 电气量保护配置：（1号保护装置取开关CT，2号保护装置取套管CT） ① 主保护：
差动保护，包括差动差速保护、比率差动保护、工频变化量比率差动保护、零序/分侧比率差动保护。均无时限跳主变三侧开关。
保护范围： 1号差动保护范围为主变各侧开关CT以内的各类故障，2号差动保护范围为主变各侧套管CT以内的各类故障。 ② 后备保护：
复合电压压闭锁方向过流保护：包括220kV复合电压压闭锁方向过流保护、110kV复合电压压闭锁方向过流保护、10kV复合电压压闭锁方向过流保护。各侧复合电压压闭锁过流保护均整定为三段，每段2个时限。T11跳对应侧母联开关（10kV侧停用）、T12跳对应侧主变总路开关、T21跳对应侧主变总路开关、T22跳主变三侧开关、T31=T32跳主变三侧开关。
保护方向性：复合电压压闭锁方向过流保护Ⅰ、Ⅱ段带有方向性，保护动作正方向为主变指向母线，复合电压压闭锁过流保护Ⅲ段不带方向。
保护范围：复合电压压闭锁方向过流保护Ⅰ、Ⅱ段作为对应侧母线及线路短路故障时的远后备保护， 1号保护装置复合电压压闭锁方向过流保护Ⅰ、Ⅱ段保护范围为对应侧开关CT以外的相间短路故障，2号保护装置复合电压压闭锁方向过流保护Ⅰ、Ⅱ段保护范围为对应侧套管CT以外的相间短路故障；复合电压压闭锁方向过流保护Ⅲ段作为主变本体、各侧母线及
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线路短路故障时的后备保护。
零序保护：（零序过流保护取中性点零序CT，间隙零序过流保护取中性点间隙CT）。 a) 零序过流保护：包括220kV零序过流保护、110kV零序过流保护。保护均整定为三段，
每段2个时限。T11跳对应侧母联开关、T12跳对应侧主变总路开关、T21跳对应侧主变总路开关、T22跳主变三侧开关、T31=T32跳主变三侧开关。
保护方向性：零序过流保护Ⅰ、Ⅱ段带有方向性，保护动作正方向为主变指向母线，零序过流保护Ⅲ均不带方向。
保护范围：零序过流保护Ⅰ、Ⅱ段作为对应侧母线及线路接地故障时的远后备保护，保护范围为对应侧中性点零序CT以外的接地故障，零序过流保护Ⅲ段作为主变本体、各侧母线及线路接地故障时的后备保护。
b) 间隙零序过流保护：包括220kV间隙零序过流保护、110kV间隙零序过流保护。保护
均整定为一段，每段1个时限。0.5秒跳主变三侧开关。 保护方向性：间隙零序过流保护不带方向。
保护范围：间隙零序过流保护作为主变本体、各侧母线及线路接地故障时的后备保护。 C）零序过压保护：包括220kV零序过压保护、110kV零序过压保护。保护均整定为一段，每段1个时限。0.5秒跳主变三侧开关。
保护方向性：零序过压保护不带方向。
保护范围：零序过压保护作为主变本体、各侧母线及线路接地故障时的后备保护。 ③过负荷（动作于信号）。 非电气量保护配置：
①瓦斯保护，包括本体重瓦斯、有载重瓦斯，均无时限跳主变三侧开关。
保护范围：主变油箱内各类故障。 ②非全相保护，3S跳主变高压侧开关；
③冷却器全停保护，60min跳主变三侧开关，20min温度超过75℃跳主变三侧开关。
二、事故现象简介
1、保护动作情况： 按保护出口动作时间顺序：
（1） 110kVⅠ母母差保护动作，故障相别为AB相，110kV母联100、1号主变101、舒土线
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113、舒化线115、舒代南线117、舒铁线119开关跳闸，110kVⅠ母线失电。 （2）1号主变110kV侧复合电压闭锁方向过流保护Ⅰ、Ⅱ段动作。 （3）2号主变110kV侧复合电压闭锁方向过流保护Ⅰ段动作。
（4）1号主变110kV侧复合电压闭锁过流保护Ⅲ段动作，故障相别为AB相，1号主变201、901开关跳闸，10kVⅢ段母线失电。 2、开关跳闸情况（如图1-2）：
CTCTCTCTCT舒土线舒化线舒代南线舒铁线旁路113110kVⅠ母110kVⅡ母115117119CT母联10014010192019220kV侧901#1主变10kV侧101CT201 图1-2
3、表计情况：
（1）110kVⅠ母三相电压指示为0，10kV母线Ⅲ段母线三相电压指示为0； （2）1号主变201、101、901开关电流、有功、无功表计指示为0；
（3）110kV舒土线113、舒化线115、舒代南线117、舒铁线119、母联100开关电流、有功、无功表计指示为0；
（4）1号站用变电流、有功、无功表计指示为0，2号站用变电流、有功、无功表计指示正常；
三、事故分析
1、根据事故时的保护动作现象进行分析：
（1）110kVⅠ母母差保护动作，故障相别为AB相，该母线上所有开关跳闸，按照常理推断，此现象表明110kVⅠ母母差保护范围内发生AB相相间短路故障。
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（2）1号主变110kV侧复合电压闭锁过流保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段动作，作为1号主变和对应侧线路、母线短路故障的后备保护，按照保护动作条件和保护范围分析动作的可能性有：一是110kVⅠ母线上运行线路发生短路故障开关或线路保护拒动，但本次事故线路开关已经110kV母差保护动作跳闸，所以此种可能性应排除；二是110kVⅠ母线上有故障母差保护拒动或1号主变总路101开关拒动，此种可能也应被排除；三是1号主变内部有故障1号主变主保护拒动；四是1号主变110kV侧复合电压闭锁过流保护误动作。
综上所述：1号主变110kV侧复合电压闭锁过流保护在110kV母差保护动作跳闸后动作出口，表明本次事故并不是一个单纯的110kV母线故障。如果此时运行人员按照常规事故处理方法，对110kVⅠ母母差保护范围内的所有设备进行全面检查来查找故障点，所需检查的设备非常多，并且不易发现故障点。在未发现明显故障点和有效隔离前母线无法恢复运行。将会延误故障点隔离和正常设备的恢复供电，所以不建议采取全面巡视母差保护范围设备的方法进行故障点的查找。而要正确分析判断故障的性质和故障点所在的范围，1号主变110kV侧复合电压闭锁过流保护动作的原因成为了关键问题。
由于保护动作原因并不明确，为运行人员分析和判断事故发生原因和范围造成了困难。那么我们在遇到这种情况时应从何入手解决？
运行人员在进行事故的分析和处理时不能片面的根据某一事故现象而做出事故判断，应结合事故时的各种事故信号和现象进行综合分析。当事故较为复杂涉及动作的保护和跳闸的开关较多而不知从何入手分析事故时，我们可以以某一较为明确的事故现象或我们运行人员能够准确判定的事故现象作为我们分析的切入点，也就是说应先充分考虑事故的较大可能性即应先在保护装置正确动作的思路下进行分析，从而进行更深一步的分析和论证。必要时再考虑事故的较小可能性，即保护或开关存在拒动和误动的可能。 2、以此事故为例：
（1）“110kVⅠ母母差保护动作，故障相别为AB相，该母线上所有开关跳闸”为运行人员较为明确的事故现象；
我们以保护动作较为明确的“110kVⅠ母母差保护”作为事故分析的切入点进行逐步的深入分析：首先设定110kVⅠ母母差保护范围内发生AB相相间短路故障（如图1-3），即110kVⅠ母线上所有连接原件的母差保护用电流互感器以内发生AB相相间短路故障。
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