【摘 要】本文介紹一起由于單側(cè)電流互感器飽和引起的光纖差動保護(hù)誤動事故，通過對保護(hù)誤動原因的查找、分析，提出了減少電流互感器二次傳變誤差，改善光纖差動保護(hù)電流二次回路的測量誤差的方法，以提高光纖差動保護(hù)的正確動作率。

【關(guān)鍵詞】電流互感器；光纖差動保護(hù)；TA飽和；保護(hù)誤動

0.引言

近年來，隨著通信光纖的不斷普及，光線差動保護(hù)憑借著出色的保護(hù)原理和可靠性，逐漸的成為了我國線路保護(hù)的主流配置之一。光纖差動保護(hù)由于采用將各相交流采樣值、開關(guān)量等信息傳至對側(cè)，通過兩側(cè)各相電流采樣值的計(jì)算、電壓、開入量等信息的對比，來判斷保護(hù)的動作與否。因此，這種分相差動保護(hù)原理簡單、動作時間短、保護(hù)動作行為可靠，無論在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，還是在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的線路保護(hù)中均廣泛使用。

光纖差動保護(hù)雖然有上述的優(yōu)點(diǎn)，但卻對電流互感器的電流一次、二次傳變特性要求較高。和以往保護(hù)不同的是，本側(cè)光纖差動保護(hù)中所使用的電流互感器不僅要滿足各種測量誤差外，線路對側(cè)使用的電流互感器也要和本側(cè)使用的互感器傳變特性一致。本文介紹一起由于單側(cè)電流互感器飽和引起的光纖差動保護(hù)誤動事故，通過對保護(hù)誤動原因的查找、分析，提出了減少電流互感器二次傳變誤差，改善光纖差動保護(hù)電流二次回路的測量誤差的方法，以提高光纖差動保護(hù)的正確動作率。

1.故障實(shí)例

2009年8月19日8時50分，（圖1）某220KV變電站A 110KV線路II遭受雷擊。線路II保護(hù)零序I段動作，開關(guān)跳閘，重合成功，故障選相為B相。線路I的光纖差動保護(hù)動作，開關(guān)跳閘，重合成功，選相為C相。線路I對側(cè)110KV變電站B中，線路I光纖差動保護(hù)動作，開關(guān)跳閘，重合成功，選相為C相。

由于當(dāng)日天氣異常，雷雨交加，同一時刻兩條110KV線路跳閘、重合成功，并且選相不同，因此未能引起值班人員的重視。但事后對線路I進(jìn)行巡線并未找到故障點(diǎn)。對線路I兩側(cè)變電站進(jìn)行故障報(bào)文提取后發(fā)現(xiàn)，保護(hù)裝置采樣B相電流遠(yuǎn)大于A、C兩相，初步判斷為線路I區(qū)外B相故障引起的光纖差動保護(hù)誤動作。

2.故障分析

通過對比線路I兩側(cè)保護(hù)動作報(bào)文波形（圖2、圖3），我們可以發(fā)現(xiàn)兩側(cè)保護(hù)的報(bào)文中B相電流明顯最大，由于故障電流的零序分量的疊加，非故障相A、C兩相電流比故障前有所增加是可以理解的。220KV變電站A線路I保護(hù)報(bào)文中，3I0滯后3U0，且小于1/4個周波（小于90度）。根據(jù)接地故障原理分析，應(yīng)為A變側(cè)線路I的反向接地故障。110KV變電站B線路I保護(hù)報(bào)文中，3I0超前3U0，且大于1/4個周波（大于90度）。根據(jù)接地故障原理分析，應(yīng)為B變側(cè)線路I的正向接地故障。因此，判斷為線路I光纖差動保護(hù)區(qū)外故障誤動作。這樣的結(jié)論也同樣滿足同一時刻，A站中線路II發(fā)生B相故障的錄波波形。

目前，引起光纖差動保護(hù)誤動常見的有如下幾個原因：

1）電流互感器二次極性接反，電流二次回路接線錯誤。

2）電流互感器與保護(hù)間二次中性線開路或兩點(diǎn)接地。

3）外界共模干擾等原因引起的不平衡電流。

4）電流互感器飽和、一次、二次傳變特性不一致。

那么是什么原因?qū)е碌木€路I兩側(cè)光纖差動保護(hù)的誤動，并且選相為C相呢？帶著這樣的疑問，筆者分別到A、B兩個變電站對現(xiàn)場保護(hù)裝置、二次電纜、端子箱、電流互感器等部位進(jìn)行了檢查。運(yùn)行中，負(fù)荷較大的情況下（二次電流0.6A），線路I兩側(cè)保護(hù)裝置顯示的差流只有幾個毫安，這樣基本排除了二次回路接線錯誤的問題。對現(xiàn)場二次回路檢查也未發(fā)現(xiàn)電流二次回路中性點(diǎn)兩點(diǎn)接地、開路的情況。而且，現(xiàn)場電流二次電纜使用的屏蔽電纜，并且屏蔽層兩點(diǎn)接地，均符合反措要求。

通過上述工作，我們把調(diào)查的重點(diǎn)放到了TA飽和及TA傳變特性不一致方面上。結(jié)合廠家人員調(diào)取的保護(hù)裝置內(nèi)部錄波圖形放大、對比后，我們發(fā)現(xiàn)線路I變電站A側(cè)電流二次錄波中，B、C相電流明顯發(fā)生畸變，都發(fā)生不同程度的飽和（圖4）。變電站B側(cè)電流波形基本良好，但含有一些直流分量，以C相為最大（圖5）。

從圖4、圖5兩側(cè)故障電流、電壓波形來看，故障相為B相。從兩側(cè)電流波形相位看，B相流過穿越性電流，所以是區(qū)外B相故障。

線路I使用的RCS943型微機(jī)光纖差動保護(hù)，裝置中差動保護(hù)采用較高的制動系數(shù)和自適應(yīng)浮動制動門檻。現(xiàn)將線路I兩側(cè)保護(hù)裝置錄波進(jìn)行合成（圖6），從圖6差動電流和制動電流幅值關(guān)系來看（實(shí)線為差動電流、虛線為制動電流），故障過程中，A相差動電流始終小于0.75倍制動電流，B相差動電流始終小于0.75倍制動電流，所以A、B相差動方程不滿足。但在保護(hù)起動后30ms至48ms之間（對應(yīng)圖6中采樣點(diǎn)85至105之間），C相差動電流大于0.75倍制動電流，并且C相差動電流大于差動高定值，所以穩(wěn)態(tài)差動I段C相動作。

3.對策與措施

近年來，由于區(qū)域電網(wǎng)的不斷發(fā)展，具有小火電、小水電以及風(fēng)力發(fā)電的電源聯(lián)絡(luò)線不斷增加，并且其線路保護(hù)也逐步更換為光纖差動保護(hù)。而上述線路在發(fā)生故障時，常常存在較大的直流分量等因素，一旦電流互感器發(fā)生飽和，對于保護(hù)裝置的正確動作考驗(yàn)是不言而喻的。尤其，三端光差保護(hù)的應(yīng)用，使得上述問題更加突出。面對這樣的情況，應(yīng)采取有效措施，最大限度的避免保護(hù)裝置的誤動行為。

（1）線路兩側(cè)（或三側(cè)）盡量采用同一廠家、同一型號及參數(shù)、同一時期生產(chǎn)的電流互感器。

目前我國互感器廠家眾多，不同廠家生產(chǎn)的互感器產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。由于制造工藝、生產(chǎn)流程、采用的原材料等因素的不同，在極端惡劣的故障情況下，TA傳變特性極有可能出現(xiàn)不完全一致的情況，必然導(dǎo)致降低保護(hù)裝置正確動作的可靠性。

（2）定期對電流互感器（尤其保護(hù)卷）做TA特性試驗(yàn)及抗飽和試驗(yàn)，并比較兩側(cè)（或三側(cè)）TA傳變特性的一致性。

以往大多數(shù)供電公司由于試驗(yàn)手段、設(shè)備等原因，對電流互感器保護(hù)卷的特性試驗(yàn)并不重視，甚至只做計(jì)量卷的特性試驗(yàn)，忽視其他卷的試驗(yàn)。針對當(dāng)前的情況，我們應(yīng)加強(qiáng)對TA保護(hù)卷的傳變特性試驗(yàn)手段和方法，尤其要對比線路兩側(cè)（或三側(cè)）的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確保線路各側(cè)的電流互感器傳變特性一致。

（3）工程中，減少TA二次負(fù)載阻抗，使其滿足10%誤差曲線要求

目前，我們較常用的方法有增大二次電纜的截面；提高電流互感器變比等方法。但在工程中，施工單位往往由于某種原因，忽視對二次負(fù)載的測試工作，工程投產(chǎn)后，缺少相關(guān)數(shù)據(jù)，更不能進(jìn)行10%誤差曲線的校核，這時完全不可取的。較小的TA二次負(fù)載能大大提高TA的傳變特性和抗飽和的能力。

（4）對于地方電廠和用戶變電站中也應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行反措要求，并定期檢查。

多年來，在系統(tǒng)側(cè)變電站大修、技改及基建施工中較為規(guī)范，而在一些地方電廠、小水電、風(fēng)電和一些用戶變電站中，施工質(zhì)量參差不齊。往往出現(xiàn)中性線開路、兩點(diǎn)接地，屏蔽層接地不符合要求或沒有屏蔽層等現(xiàn)象，這些情況平常運(yùn)行時不宜發(fā)現(xiàn)。當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)故障時，都會給保護(hù)裝置的安全運(yùn)行帶來隱患。

4.結(jié)束語

光纖差動保護(hù)的使用大大提高了保護(hù)的可靠性、選擇性，同時使電網(wǎng)運(yùn)行方式更加靈活，整定計(jì)算更加便捷。但該種保護(hù)對電流互感器、TA二次回路等設(shè)備的質(zhì)量要求，也增加了保護(hù)的誤動幾率。上述措施，雖能降低保護(hù)誤動的可能，但面對未來復(fù)雜的電網(wǎng)發(fā)展，尤其對于數(shù)字化變電站、光互感器的投入使用，還需要我們不斷地探索、實(shí)踐，提高保護(hù)的正確動作率。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］王梅義.電網(wǎng)繼電保護(hù)應(yīng)用.

［２］電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動裝置反事故措施要點(diǎn).