郝松濤，王建杰，張敬平

(滄州供電公司，河北 滄州 061000)

1 故障概況及繼電保護(hù)動(dòng)作情況

2009年10月30日13時(shí)25分28秒，滄州某110 kV變電站35 kV出線3323線路上U相接地(接地點(diǎn)1)，35 kV系統(tǒng)U相接地后，V、W相對(duì)地電壓抬升為線電壓，15時(shí)05分47秒，2號(hào)主變壓器35 kV W相引線對(duì)地放電(接地點(diǎn)2)，2號(hào)主變壓器2套保護(hù)差動(dòng)動(dòng)作跳開(kāi)主變壓器三側(cè)斷路器(132、312、512)，全站失壓(此站目前只有1臺(tái)主變壓器)，此變電站主接線及故障電流流向如圖1所示。該次故障的起因是，3323線路U相單相接地故障，引起35 kV系統(tǒng)V相和W相對(duì)地電壓升高為線電壓，逼近一次設(shè)備的對(duì)地絕緣水平，最終導(dǎo)致2號(hào)主變壓器35 kV W相引流線處(接地點(diǎn)2)對(duì)地放電，形成短路故障。

2號(hào)主變壓器2套保護(hù)均為北京四方CSC-326FA(V1.33)保護(hù)裝置，保護(hù)Ⅰ差動(dòng)采用的是諧波閉鎖原理，保護(hù)Ⅱ差動(dòng)采用的是模糊識(shí)別理論。2套差動(dòng)保護(hù)電流門檻定值均為0.9 A，比率制動(dòng)系數(shù)均為0.5。短路故障發(fā)生后，保護(hù)Ⅰ21 ms V相比率差動(dòng)動(dòng)作，U、W相比率差動(dòng)未動(dòng)作；保護(hù)Ⅱ 20 ms比率差動(dòng)動(dòng)作，53 ms W相比率差動(dòng)動(dòng)作,U相比率差動(dòng)未動(dòng)作。

圖1 變電站主接線及故障電流流向

2 繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析

2.1 保護(hù)Ⅰ動(dòng)作報(bào)告分析

在故障發(fā)生后21 ms時(shí)，由保護(hù)I動(dòng)作報(bào)告(見(jiàn)圖2)可知：

圖2 保護(hù)I動(dòng)作報(bào)告

a. V相差動(dòng)電流約等于4 A，根據(jù)北京四方公司CSC326型主變壓器保護(hù)裝置說(shuō)明書中差流計(jì)算公式，可得高壓側(cè)短路電流約為6.9 A。根據(jù)高壓側(cè)TA變比600/5，知110 kV側(cè)短路電流約為830 A，35 kV短路電流約為2.6 kA。

b. 高壓側(cè)U相電流和W相電流大小相等、相位相反，呈明顯U、W相短路特征。

c. 中壓側(cè)W相無(wú)故障電流。

d. U相比率差動(dòng)未動(dòng)作。

根據(jù)北京四方公司CSC-326型保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書差動(dòng)電流計(jì)算公式可得:

U相差動(dòng)電流和制動(dòng)電流分別是：

由于U相差動(dòng)電流和制動(dòng)電流都為0,即U相動(dòng)作點(diǎn)位于差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性曲線(見(jiàn)圖3)坐標(biāo)系原點(diǎn)，結(jié)合圖3可知，U相差動(dòng)在動(dòng)作區(qū)外,U相差動(dòng)動(dòng)作正確。

Ie-高壓側(cè)額定電流的二次值，文中Ie為1.75 A；Icd-差動(dòng)門檻定值，文中Icd為0.9 A；KID-比率制動(dòng)系數(shù)，文中KID為0.5；Isd-速斷定值，文中Isd為14 A

e. V相比率差動(dòng)動(dòng)作。

根據(jù)北京四方公司CSC-326型保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書差動(dòng)電流計(jì)算公式可得：

V相差動(dòng)電流和制動(dòng)電流分別是：

根據(jù)V相差動(dòng)電流為4 A，V相制動(dòng)電流為2 A，結(jié)合圖3可知V相差動(dòng)在動(dòng)作區(qū)內(nèi),V相差動(dòng)正確動(dòng)作。

f. W相比率差動(dòng)未動(dòng)作。

根據(jù)北京四方公司CSC-326型保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書差動(dòng)電流計(jì)算公式可得：

=8.0ej180°

W相差動(dòng)電流和制動(dòng)電流分別是：

根據(jù)W相差動(dòng)電流為4 A，W相制動(dòng)電流為6 A，結(jié)合圖3知W相差動(dòng)在動(dòng)作區(qū)內(nèi)，W相動(dòng)作點(diǎn)比較靠近制動(dòng)區(qū)，受保護(hù)算法的影響，該點(diǎn)出口動(dòng)作需要較長(zhǎng)時(shí)間。由圖1可知，高壓側(cè)電流波形在故障后期出線平頂，說(shuō)明TA在故障后期出現(xiàn)了飽和，產(chǎn)生了一定的二次諧波，閉鎖了W相差動(dòng)。并且在故障后期W相二次諧波閉鎖出現(xiàn)了變位，進(jìn)一步說(shuō)明W相差動(dòng)沒(méi)有動(dòng)作的原因是二次諧波閉鎖。所以W相差動(dòng)不動(dòng)作正確。

2.2 保護(hù)Ⅱ動(dòng)作報(bào)告分析

保護(hù)Ⅱ動(dòng)作報(bào)告截圖如圖4所示，由圖4知保護(hù)Ⅱ與保護(hù)Ⅰ的區(qū)別是保護(hù)ⅡW相差動(dòng)動(dòng)作。由于保護(hù)Ⅱ差動(dòng)保護(hù)采用的是模糊識(shí)別理論，故障后期出現(xiàn)的二次諧波不會(huì)影響W相差動(dòng)動(dòng)作，所以保護(hù)Ⅱ動(dòng)作行為正確。

3 防范措施

預(yù)防單相接地故障的發(fā)生,需要合理安排檢修,及時(shí)清除線路障礙,盡量縮短檢修時(shí)間,提高檢修質(zhì)量。另外，在春、秋兩季認(rèn)真組織清除線路障礙，對(duì)線路絕緣子進(jìn)行擦拭維護(hù)，減少線路放電?？梢圆捎靡韵路椒ㄟM(jìn)行預(yù)防：定期對(duì)配電線路進(jìn)行檢查，注意控制線路與周邊事物的間距，拉線螺栓、固定螺絲和電線的松緊度要合適，不允許出現(xiàn)松動(dòng)、脫落的跡象；各種配電設(shè)備例如避雷針、防斷電熔絲等，要保護(hù)其絕緣性，定期對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)選用質(zhì)量有保障的產(chǎn)品，對(duì)損壞的和不合格的產(chǎn)品應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換；電網(wǎng)上的配電線路，也要提高其絕緣性。

圖4 保護(hù)II動(dòng)作報(bào)告