一起35kV线路光纤差动保护装置无故障跳闸事故分析

一起35kV线路光纤差动保护装置无故障跳闸事故分析
摘要：本文介绍一起35kV线路光纤差动保护装置无故障跳闸事故，经过分析验证，发现线路对侧小电厂A相CT极性接反，是导致光纤差动保护动作的直接原因，而线路差动保护投运前，未做带负荷相量测试，是造成此次事故的主要原因。

最后，针对配电网线路光纤差动保护装置在验收和运行过程中所暴露的问题，提
出了相应建议和改进措施。

关键字：光纤差动保护；无故障跳闸；CT极性；带负荷相量测试；配电网
0引言
近年来，越来越多的小型电源直接接入配电网，改变了传统配网出线的馈供
方式。

双侧电源的配网线路运行方式更复杂，整定难度更大，对故障切除速度的
要求更高，为此，光纤差动保护以其原理简单可靠，适应性强，易整定等优势在35kV及以下电压等级配网线路中逐步得到应用。

虽然光纤差动保护在220kV及以上电压等级线路中作为主保护已应用多年，但在配网线路中的应用还缺乏相应经验。

论文针对一起35kV线路光纤差动保护装置无故障跳闸事故进行分析，总结
目前配网差动保护应用中存在的问题，以期为以后的验收与运行工作提供参考。

1 事故概述
某110千伏变电站2号主变三侧电压等级分别为110kV、35kV、10kV，故障
发生前2号主变三侧开关均合闸运行，35kV电厂#2线344线路停电检修。

现场
二次工作人员为该35kV间隔配置的短线路光纤纵差保护测控装置执行新定值单，“光纤差动保护投退”控制字由“退出”改为“投入”。

当天工作结束后送电时，在对
该线路进行空载充电的过程中，新投用的光纤差动保护动作，故障时A相差动电
流达到16.34A（二次值）。

2 事故分析与处理
故障发生后，现场工作人员立即对35kV电厂#2线344间隔进行检查，发现
35kV母线各设备均正常运行，344间隔内设备无异常，开关处于分闸位置，初步
排除由于本侧站内一次设备异常造成保护误动。

根据保护说明书，可知该光纤纵差保护的动作判据为
其中，为差动电流；为制动电流；、为线路两侧电流相量，为光纤差动保
护定值。

根据定值单可知光纤差动保护定值为5A（二次值），通过查看保护故障时的
电流信息，发现故障时A相差动电流IDA为16.34A（二次值），制动电流IRA为0.12A（二次值），显然，差动电流位于制动特性图中平台区上方的动作区，差动保护装置动作逻辑正确，排除差动保护装置自身原理造成事故跳闸。

综合以上因素，考虑事故原因可能为线路一侧A相CT极性接反，造成差动保护误动。

由于本侧三相电流角度基本对称，并经现场检查确认，本侧三相CT极
性接入均正确，电流正方向为母线指向线路，初步判定为对侧（小电厂侧）A相CT极性反接。

通知对侧小电厂进行现场检查，后反馈得知确为小电厂侧A相CT极性反接，当线路投运后，负荷电流增大，A相差动电流等于2倍负荷电流，而制动电流几
乎为0，差动电流超过定值后引起差动保护动作。

电厂#2线光纤差动保护小电厂
侧二次接线极性调整后，线路送电，恢复正常运行。

3 事故教训
由分析可知，对侧小电厂A相CT极性接反，导致该相差动电流达到16.34A，
是造成电厂#2线344保护动作的直接原因。

而新投线路差动保护未按要求做带负
荷试验，绘制电流相量六角图，对相关二次回路缺乏验证，是造成本次事故跳闸
的主要原因。

差动保护原理基于基尔霍夫电流定律，取被保护设备（线路）各侧流变的二
次电流进行计算、比较，以判别故障。

因而各侧电流方向与幅值的正确性是保障
差动保护能够正确动作的基础。

这就要求差动保护必须合理地选择各侧变比，并
以正确的接线形式接入。

而验证电流接线正确的方法，便是在设备（线路）有负
荷穿越时对各侧流变引入差动装置的每组电流线进行相角及幅值的测试，以校验
其与一次负荷潮流是否对应，即带负荷相量测试。

因此，差动保护在投运前必须
进行带负荷测相量测试。

本次线路无故障跳闸事故具有一定的典型性，事实上，35kV电厂#2线344间隔为配合小电厂接入工程，之前便装设了光纤纵差保护装置，但因当时电厂侧工
程并未完工，送电后该线路作为馈供线运行，差动保护功能不启用，未做带负荷
试验，给此次跳闸事故的发生留下了隐患。

此次，35kV电厂#2线新上距离保护，同时光纤差动保护执行新定值单，启用光差保护。

在恢复送电时，同样未对光差
保护进行带负荷试验，第二次错过了发现小电厂侧A相CT极性接反并改正接线
的机会。

4 反思与建议
通过对此次事故的分析和处理，对以后的工作提出以下几点建议供参考：
（1）理顺验收流程，规范验收项目。

传统配网线路通常只配备单侧量保护（距离、过流），而未来随着小电源在配电网系统中的大量接入，光纤差动保护
将在配网线路中得到广泛应用。

不同于传统采用本侧电气量的单端保护，差动保
护在验收时不仅要考量本侧装置原理和接线的正确性，还要兼顾对侧。

因此，在
验收流程的制定和验收项目的选择上，需要根据线路差动保护的特点来制定。

以
本文所述事故为例，如果提前做了带负荷试验，便能够及时发现问题。

（2）严把配网保护装置原理与功能配置关。

与220kV及以上电压等级主网保护遵循“六统一”（早期为“四统一”）设计规范不同，配网保护生产厂家多，设备
型号杂，为适应不同运行工况，同一型号保护的功能配置版本甚至可能有多种。

特别是对于35kV及以下电压等级线路的光纤差动保护，之前应用少，运行和检
修人员对于厂家保护功能配置并不熟悉，容易产生隐患。

因此，在设备验收前，
要严格把好质量关，对厂家提供的资料要严格审核，对装置自身原理和功能进行
全面测试，一旦发现问题，立即要求厂家修改，首先要从保护装置本身原理和功
能上避免缺陷。

（3）做好与小电源侧用户的沟通协调工作。

小电源侧设备资产不归电网所有，因此，在设备验收前，要做好与对侧用户的协调工作，特别是差动保护的运行情况，与对侧设备的安装情况也息息相关。

运行中，应加强与对侧用户的沟通和管理，尽量避免因对侧误投退保护功能和误整定而导致事故发生。

5 小结
随着智能电网技术的不断发展，越来越多的分布式电源将接入配电网，配电
线路运行方式的改变，必然导致配网保护原理的丰富与提升。

本文通过对一起
35kV线路光纤差动保护无故障跳闸事故原因的分析，就应用于配网线路的差动保
护装置在设备验收、运营管理等方面提出几点建议。

一方面要规范验收项目流程，提高现场人员的技能水平；另一方面要严格把控配网保护装置原理与功能配置，
加强与小电源侧用户的协调与沟通。

唯有在各个环节严格把关，才能确保电网安
全稳定运行。

参考文献:
[1] 张保会，尹项根．电力系统继电保护[M]．北京：中国电力出版社，2005．
[2] 国电南瑞科技股份有限公司.NAR618RF-D02短线路光纤纵差保护测控装置
技术使用说明书 [M]，2014.
[3] 付丽梅，程悦贤，袁文佳等. 一起保护装置内CT极性接反引起主变差动保
护误动作分析[J]. 电力科学与工程，2010，26(4)：62-63,78.
作者简介：
邓星（1984年—），男，工程师，博士，从事电网调度、二次设备运检相
关工作。

姚瑶（1988年—），女，工程师，硕士，从事变电运维相关工作。