任江成+黄小冬+何泽胜
摘 要：针对一起500kV母线差动保护的动作情况，分析其动作原因、故障点位置及现场检查过程，供同行借鉴、参考。
关键词：母线差动保护；开关间短引线保护；绝缘电阻
1 概述
某水电站500kV系统采用一台半断路器接线方式（主接线如图1所示），GIS设备采用型号为ZF-550的成套设备。500kV母线保护双重化配置，第一套采用RCS-915GD母差保护装置，第二套采用SGB-750系列母差保护装置。T区开关间短引线保护双重化配置，均采用PSL608U短引线保护装置。母差保护与开关间短引线保护交叉配置，无保护死区。2012年4月19日6时23分，500kV #2M母差保护、5032和5033开关间短引线保护动作跳闸，跳开5013、5023、5033、5032开关。
2 保护及自动装置数据分析
保护动作情况发生后，保护人员到现场检查核对装置动作情况，查看装置动作报文及录波文件，首先排除了装置误动作的可能性，保护及自动装置数据简述如下：
（1）500kV #2M母差保护A套动作报告显示：2010-04-19 06：23：00：362保护启动，经5ms后变化量差动动作，选相B，发5013、5023、5033开关跳闸令，经21ms后稳态量差动动作，选相B，装置检测最大差动电流为2.81A。
（2）500kV #2母差保护B套动作报告显示：2012年4月19日 6时23分0秒保护启动，经12ms母差B相差动动作，装置检测B相差动电流为2.761A，制动电流为2.771A。装置录波波形简图如图2所示。
（3）#4机保护A套（GIS侧）短引线保护动作报告显示： 2012年4月19日 6时23分0秒365毫秒保护启动，经5ms短引线差动保护动作并出口，检测到B相差流为0.891A，58ms后保护动作返回。
（4）#4机保护B套（GIS侧）短引线保护动作报告显示：2012年4月19日6时23分0秒365毫秒保护启动，经3ms短引线差动保护动作并出口，检测到B相差流为0.723A，57ms后保护动作返回。装置录波波形简图如图3所示。
（5）GIS故障录波器1显示：2010-04-19 06：23：00 5032断路器B相电流突变启动，开关量“#4机保护A套（GIS侧）短引线保护动作”、“#4机保护B套（GIS侧）短引线保护动作”、“500kV#2M A套母差保护动作”、“500kV#2M B套母差保护动作”、“5033断路器保护柜A相跳闸”、“5033断路器保护柜B相跳闸”、“5033断路器保护柜C相跳闸”、“5032断路器保护柜A相跳闸”、“5032断路器保护柜B相跳闸”、“5032断路器保护柜C相跳闸”。装置录波波形简图如图4所示。
（6）GIS故障录波器2显示：2010-04-19 06：23：00 5011断路器B相电流突变启动，开关量“5013断路器保护柜A相跳闸”、“5013断路器保护柜B相跳闸”、“5013断路器保护柜C相跳闸”、“5023断路器保护柜A相跳闸”、“5023断路器保护柜B相跳闸”、“5023断路器保护柜C相跳闸”。
3 保护动作原因分析
正常情况下，CT二次额定电流为0.175A。5033与50332间靠50332侧两CT为短引线保护使用，5033与50331间靠50331侧两CT为母差保护使用。
从故障录波装置的波形可看出，在故障时刻母线电压B相突变降低至0V左右，#4主变高压侧零序电压突变升高，而5033、5032开关B相电流突变升高至2.4A左右；从开关间短引线保护装置和母差保护装置的波形可看出，两个装置均检测到B相电流突变，母差保护与开关间短引线保护均动作跳闸，说明故障点在两保护的交叉范围内。由此得出结论，在5033开关两侧CT间（即500kV #2M母差保护和5032、5033开关间短引线保护所使用的CT交叉处）发生B相接地短路故障。
4 现场检查及处理
通过以上数据和分析，初步认定在5033、50331、50332范围内B相设备故障，然后现场进行了以下检查：
（1）使用SF6气体纯度检测仪对5033与50331之间B相CT气隔进行SF6气体纯度检测，其SF6气体纯度为88.89%，而国标SF6气体新气标准为≥99.8%。
（2）使用SF6电气设备分解产物检测仪对5033与50331之间B相CT气隔进行SF6气体成分检测，其SOF2含量为110μL/L。装置分析检测结果为：“该气室分解产物含量较高，内部可能在低能量放电或大于600℃过热性故障引起固体绝缘材料分解，建议做电气绝缘试验后综合分析。”
（3）通过503317地刀对5033开关进行绝缘电阻测量，用5000V电压档位测量发现其B相绝缘电阻仅为3.1MΩ，在A相同位置间隔做绝缘电阻测试对比试验，5000V电压档位下A相绝缘电阻为200GΩ。
（4）做Ⅱ母绝缘测试，用5000V电压档位测量，其绝缘电阻为130GΩ。
综合电气绝缘电阻测量试验结果与对5033和50331之间B相CT气隔内SF6气体纯度及成份分析后，得出结论：5033与50331之间B相CT气隔发生接地故障，Ⅱ母正常。
2012年4月24日，现场将CT气室打开，发现CT气室靠5033开关侧盆式绝缘子和导体触头发生接地故障（如图5所示）。现场更换故障元件后于2012年5月8日设备投入正常运行。
5 结束语
如今，国内超高压等级母差保护的原理及装置性能已经很成熟和完善，母差保护能够针对故障情况正确可靠动作。同时在保护配置中，各种保护交叉配置，消除保护死区，对設备的安全稳定运行至关重要。
作者简介：任江成（1985-），男，工程师，大学本科，任职于雅砻江流域水电开发有限公司，从事水电厂继电保护维护管理工作。
