宋娜+劉汝明

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司 山東 濟(jì)南 250021）

摘 要：隨著繼電保護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展，超高壓電網(wǎng)線路保護(hù)一般按照雙重化原則配置，其中兩套主保護(hù)一般為縱聯(lián)距離加縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。這種配置方式經(jīng)過(guò)十余年的檢驗(yàn)，被證明是有效的。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于電壓回路多點(diǎn)接地問(wèn)題的存在或功率倒向的存在，往往會(huì)導(dǎo)致縱聯(lián)距離保護(hù)不正確動(dòng)作。特別是運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)或經(jīng)歷改造比較多的變電站，縱聯(lián)距離保護(hù)不正確動(dòng)作的幾率明顯增大。

近年來(lái)，超高壓電網(wǎng)高速發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐步加強(qiáng)。繼電保護(hù)對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定發(fā)揮著重要的作用。特別是超高壓電網(wǎng)的繼電保護(hù)一旦發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，容易導(dǎo)致較大影響的電網(wǎng)事故，因而超高壓電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的要求越來(lái)越高。繼電保護(hù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，無(wú)論從原理還是硬件上都比較成熟，理論上可靠性可滿(mǎn)足100%的要求。但由于實(shí)際運(yùn)行中方式及回路存在這樣或那樣的問(wèn)題，可能導(dǎo)致縱聯(lián)距離保護(hù)不正確動(dòng)作。本文將通過(guò)三個(gè)典型的故障實(shí)例闡明影響縱聯(lián)距離保護(hù)正確動(dòng)作的幾個(gè)主要因素。

1、電壓回路異常導(dǎo)致的縱聯(lián)距離保護(hù)拒動(dòng)

1.1故障描述

某條500kV線路，配置南瑞繼保公司的RCS-931AM保護(hù)及國(guó)電南自的PSL-602GD保護(hù)。2013年8月17日，該條線路發(fā)生單相接地故障3次，RCS-931AM縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作，PSL-602GD保護(hù)的縱聯(lián)距離保護(hù)均未動(dòng)作。

1.2 故障現(xiàn)象初步分析

此線路一側(cè)為500kV變電站，另一側(cè)為發(fā)電廠。通過(guò)對(duì)變電站側(cè)的保護(hù)動(dòng)作報(bào)告的分析，

發(fā)現(xiàn)PSL-602GD保護(hù)啟動(dòng)正常，發(fā)允許信號(hào)正常，距離及零序Ⅰ段正確動(dòng)作。主保護(hù)由于未收到對(duì)側(cè)PSL-602GD的發(fā)來(lái)的允許信號(hào)而未動(dòng)作。初步判斷發(fā)電廠側(cè)的PSL-602GD主保護(hù)為正確動(dòng)作。

1.3故障原因分析

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)發(fā)電廠側(cè)PSL-602GD保護(hù)裝置采集故障時(shí)刻的電壓量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)電壓量含有三次諧波分量，造成線路正向故障時(shí)，零序電壓的方向與實(shí)際相反，零序功率方向判斷為反方向故障，裝置閉鎖啟動(dòng)發(fā)信，PSL-602GD保護(hù)不能動(dòng)作跳閘。

產(chǎn)生三次諧波的原因分析主要有三個(gè)方面：

一是二次電壓回路中性點(diǎn)N接地點(diǎn)接地不良或多點(diǎn)接地，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，二次中性點(diǎn)N上產(chǎn)生偏移和干擾電壓；

二是CVT一次系統(tǒng)接地不良，線路發(fā)生故障時(shí)，穿越到二次側(cè)產(chǎn)生三次諧波和干擾；

三是PSL-602GD保護(hù)裝置電壓采樣諧波分析存在問(wèn)題。

1.4檢查處理情況

1.4.1對(duì)PSL-602GD保護(hù)裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試未發(fā)現(xiàn)異常。在生產(chǎn)廠家對(duì)PSL-602GD保護(hù)裝置進(jìn)行模擬當(dāng)時(shí)的故障波形回放，保護(hù)裝置的動(dòng)作行為與現(xiàn)場(chǎng)一致。

1.4.2對(duì)二次電壓中性點(diǎn)N接地點(diǎn)接地情況進(jìn)行的全部檢查：CVT二次中性點(diǎn)N接地點(diǎn)接地良好；檢查發(fā)現(xiàn)500KV**線路CVT二次保護(hù)、測(cè)量、開(kāi)口三角電壓及同期電壓回路N除在網(wǎng)控室一點(diǎn)接地外，線路同期電壓與母線和發(fā)電機(jī)同期電壓回路N在升壓站側(cè)另有一點(diǎn)接地。將線路同期電壓回路N從線路PT二次N點(diǎn)分開(kāi)接地。

1.4.3對(duì)500KV**線路CVT一、二次的接地情況進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)B相CVT電容器低壓端接地間隙燒熔。由于不再使用載波設(shè)備將線路CVT三相電容器低壓端接地端放電間隙直接短接接地。

1.5結(jié)論

從現(xiàn)場(chǎng)檢查分析的情況看來(lái)，造成PSL-602GD保護(hù)裝置未動(dòng)作的主要原因：一是CVT一次系統(tǒng)接地不良，線路發(fā)生故障時(shí)，穿越到二次側(cè)產(chǎn)生三次諧波，造成保護(hù)裝置零序功率方向判斷反向。由于現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法模擬一次系統(tǒng)瞬時(shí)故障現(xiàn)象，不能得到驗(yàn)證；二是CVT二次N接地點(diǎn)有兩個(gè)，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，在N上產(chǎn)生干擾電壓，造成PSL-602GD保護(hù)裝置零序判斷為反方向。導(dǎo)致保護(hù)不能正確發(fā)信，縱聯(lián)距離保護(hù)拒動(dòng)。

2、功率倒向?qū)е碌目v聯(lián)距離保護(hù)拒動(dòng)

2.1故障描述

某條500kV線路，配置南瑞繼保公司的RCS-931AM保護(hù)及北京四方的CSC-101D保護(hù)。2013年2月13日，因雪霧天氣，故障前區(qū)外故障，其后本線路刀閘B相閃絡(luò)，RCS-931AM縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作，CSC-101D縱聯(lián)距離保護(hù)未動(dòng)作。

2.2原因分析

通過(guò)對(duì)保護(hù)故障錄波分析可看出，故障前存在區(qū)外故障，其后本線路出口處故障，故障在20ms左右便被切除。CSC-101D保護(hù)當(dāng)功率倒向時(shí)有40ms的確認(rèn)時(shí)間，然后主保護(hù)才會(huì)動(dòng)作，而本次故障由于在出口處，故障時(shí)間尚未達(dá)到40ms，因而縱聯(lián)距離保護(hù)未動(dòng)作。

3、通道異常導(dǎo)致的縱聯(lián)距離保護(hù)拒動(dòng)誤動(dòng)

3.1故障描述

220kV某線路配置南瑞繼保公司的RCS-931AM保護(hù)及南瑞繼保公司的RCS-902A保護(hù)。2013年6月18日，線路區(qū)外正方向發(fā)生A相瞬時(shí)故障，線路高頻距離保護(hù)誤跳閘，重合成功。示意圖如圖1所示：

3.2原因分析

由于A相故障位于乙站側(cè)正方向，乙站側(cè)RCS-902A縱聯(lián)距離和縱聯(lián)零序均判為正方向，故乙站側(cè)RCS-902A收信滿(mǎn)8ms后停信，并于21ms，收不到閉鎖信號(hào)，經(jīng)過(guò)8ms左右的縱聯(lián)保護(hù)出口確認(rèn)時(shí)間縱聯(lián)距離和縱聯(lián)零序保護(hù)動(dòng)作出口。A相故障位于甲站側(cè)反方向，甲站側(cè)RCS-902A未判為正方向，始終發(fā)信。從裝置打印兩側(cè)收發(fā)信信號(hào)圖可以看到，乙站側(cè)RCS-902A由于未收到甲站側(cè)閉鎖信號(hào)，導(dǎo)致縱聯(lián)保護(hù)區(qū)外故障動(dòng)作。而甲站側(cè)RCS-902A確實(shí)持續(xù)發(fā)信，同時(shí)甲站側(cè)RCS-902A未持續(xù)收到本側(cè)收發(fā)信機(jī)的自發(fā)自收信號(hào)，收信出現(xiàn)46ms缺口（65ms-19ms）。從上述現(xiàn)象可以判斷為甲站側(cè)專(zhuān)用收發(fā)信機(jī)LFX-912發(fā)信信號(hào)未發(fā)出，導(dǎo)致乙站側(cè)RCS-902A區(qū)外故障誤動(dòng)。

3.3檢查處理

故障出現(xiàn)后，保護(hù)人員，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)收發(fā)信機(jī)進(jìn)行大量的測(cè)試和檢查，未發(fā)現(xiàn)收發(fā)信機(jī)異常情況。取甲站側(cè)錄波器部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖2所示：

數(shù)據(jù)分別為甲站I母A相電壓，I母零序電壓， 線路L2 A相電流以及線路L2 高頻信號(hào)電平。

從系統(tǒng)電壓變化和高頻信號(hào)電平錄波可以看到，故障發(fā)生之前，高頻通道上已經(jīng)出現(xiàn)了干擾。故障時(shí)以及以后的一段時(shí)間，甲站側(cè)高頻信號(hào)電平確實(shí)存在異常。

取乙站側(cè)錄波器部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖3所示：

數(shù)據(jù)分別為母線A相電壓和母線零序電壓。從系統(tǒng)電壓變化可以看到，故障發(fā)生前系統(tǒng)確實(shí)出現(xiàn)過(guò)干擾，與甲站側(cè)發(fā)生時(shí)間可對(duì)應(yīng)。

結(jié)合故障前系統(tǒng)曾出現(xiàn)干擾的情況，考慮是某種干擾源導(dǎo)致甲站側(cè)收發(fā)信機(jī)發(fā)信出現(xiàn)異常。

3.4結(jié)論

本次故障中，系統(tǒng)故障之前以及故障之時(shí)，均出現(xiàn)了干擾信號(hào)。由于甲站側(cè)專(zhuān)用收發(fā)信機(jī)LFX-912電源插件電源端口的Y電容CY3失效，導(dǎo)致收發(fā)信機(jī)抗干擾能力下降，甲站側(cè)收發(fā)信機(jī)發(fā)信信號(hào)出現(xiàn)缺口，致使乙站側(cè)RCS-902A縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作。

從上述三個(gè)典型故障實(shí)例可以看出縱聯(lián)距離保護(hù)盡管在原理上非常成熟，但由于現(xiàn)實(shí)運(yùn)行條件下各種異常情況的存在往往可能導(dǎo)致其不正確動(dòng)作。特別是二次電壓回路多點(diǎn)接地問(wèn)題在老舊變電站中普遍存在，而且發(fā)現(xiàn)之后很難整改。而采用高頻通道的縱聯(lián)距離保護(hù)受限于高頻通道，往往很難充分發(fā)揮作用。