一起高频保护误动的原因及查找方

一起高频保护误动的原因及查找方
摘要本文旨在通过阐述一起真实发生的高频保护误动的原因,给大家详细介绍查找继电保护不正确动作的检查方法。

以及如何最真实的模拟保护动作当时系统一次、二次运行方式，检查保护装置及二次回路动作行为。

通过分析检查中出现的现象和测试数据得出正确的结论和制定出今后整改措施。

关键词高频误动原因查找方法
一:运行方式及事故经过.（涂黑开关为运行状态）
于庄站2#主变单元清扫预试工作结束后，系统准备恢复正常方式。

当操作到262开关给220KV 2母线及2#主变充电时（主变高压侧无专用开关），主变JCD-4A型差动保护区内故障,保护正确跳开262开关及主变中低压侧开关。

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与此同时,姚官屯站于姚1线WXB-15微机高频方向保护出口,误跳2911和2912开关。

WXB-15微机高频方向保护由突变量方向元件、零序和负序方向元件完成快速方向高频保护，采用闭锁式。

（注1）
启动发信元件为相电流差启动元件，具有以下特点：
1、能反映各种故障。

2、不反映负荷电流影响。

3、不反映故障电流的直流分量。

4、具有较强的抗干扰能力。

停信元件为突变量方向元件，原理如下：
该方向元件利用保护安装处电流、电压的故障分量的极性来判别故障方向。

正向故障时电压变化量与电流变化量级性相反，反向故障时电压变化量与电流变化量级性相同。

突变量方向元件在电压变化量与电流变化量级性相反时，方向元件动作，保护停信。

停信元件具有以下优点：
1、不受系统振荡影响。

2、不受过渡电阻影响。

3、不受串补电容影响。

4、不受零序网影响。

WXB-15微机高频方向保护动作出口的条件是：
1、感受正向故障，微机保护瞬时启动发信，然后由高频保护中的突变量方向元件停信。

2、等待对侧是否有闭锁信号，有闭锁信号，保护不出口；收不到闭锁信号，保护出口。

因此该系统正确动作行为应该是：
于姚1线姚官屯侧感受正向故障，微机保护瞬时启动发信，然后由高频保护中的突变量方向元件停信，等待对侧是否有闭锁信号。

于姚1线于庄侧感受反向故障，261/2线路WXB-15微机瞬时启动发信，高频保护突变量方向元件不动作，连续发出闭锁信号，闭锁对侧高频保护。

姚官屯侧接收到闭锁信号，因此不应该跳闸。

于庄录波器记录波形如下：
从录波器及微机打印报告可明确，姚官屯侧保护误动原因为于庄侧WXB-15型微机收发讯机(SF600型)自身在故障开始43ms-73ms误停信所致。

SF600收发讯机是电力系统超高压输电线路高频保护专用的高频信号传输设备，用于和线路保护构成高频闭锁或高频方向保护。

该装置采用故障启动发信方式，正常时处于停信状态，通道无高频信号传递；系统故障时，受控于继电保护装置启信和停信。

收信回路采用超外差接受方式，抗干扰能力强。

此外采用了时分门控制技术，从而消除了收发信频率相同造成的差拍现象。

停信逻辑回路由集成电路组成，时间回路采用脉冲计数方式，精度高，稳定
性好。

二:查找停信原因.
由于261/2线路WXB-15微机保护报告显示，微机启动发信，高频保护并未停信。

可以排除微机保护本身的误动作（注2）。

因为停信发生在主变差动保护出口、262开关调闸时，我们首先怀疑261/2线路WXB-15微机收发讯机SF600停信回路可能与主变差动保护出口回路存在不应有的电的联系。

于是对收发讯机SF600的停信回路三个端子逐个进行分析。

（注3）
SF600收发讯机的停信端子有三个，分别是端子14：停信I，接微机保护停信继电器接点。

端子17：停信II，接其他保护停信。

端子20：停信III，接位置停信。

这几个端子采用24V弱电组成开关量回路，装置内部经过光电隔离，控制集成电路组成的逻辑回路。

（注3）
2.1 检查2#主变差动保护与停信是否有关.
仅停用2#主变JCD-4A差动保护,用实验台加故障量传动该保护出口（不跳262开关），同时用记忆示波器监视SF600停信端子2N’14,2N’17,2N’20上有无停信电压。

经多次传动检查未见异常,由此可确定2#主变传动保护和停信回路无直接回路的联系.
2.2 准确模拟故障真实情况，检查停信现象发生的原因是否与262开关跳闸有关。

向中调申请运行方式：停用2#主变，拉开262-1刀闸。

停用261/2的WXB-15微机保护，退出对侧姚官屯站WXB-15微机高频保护，并关掉收发信机电源（目的是防止远方启信的影响）。

实验接线如下：主变保护串联在微机保护电流回路中，原则上让差动保护与WXB-15微机同时感受当时的故障量。

（实际故障发生时也是如此）
实验方法：合上262开关，投入主变差动JCD-4A保护跳262出口压板。

实验台输出三相短路反向故障，三相电压33V，电流4A，角度264度。

用记忆示波器监视SF-600收信输出。

经20多次传动，终于发现两次如下波形：即SF-600在发信54ms时，被停信。

通过以上反复传动可得处结论：
1、停信现象在262开关不跳闸，仅262操作箱动作时就可以发生。

2、SF-600失灵停信压板必须投入时才有停信现象。

3、停信与2N17端子有关，而误动当时SF-600装置上2N17对应的停信指示灯未点亮。

一时无法理解原因。

当日主变恢复运行方式。

2.3分析第一天实验结果，进一步检查。

次日，我们讨论之后大胆排除了主变差动保护与停信的关系。

认为停信只与262操作箱动作有关。

向中调申请如下运行方式：
停用262开关（目的是传动262开关的操作箱），拉开262-1刀闸。

停用261/2的WXB-15微机保护，退出对侧姚官屯站WXB-15微机高频保护，并关掉收发信机电源。

实验方法：用一电流继电器模拟JCD-4A差动保护出口继电器，其接点启动262操作箱内BTJ，由BTJ接点反馈至实验台，切除故障量。

传动发现几乎每次SF-600在发信20 ms时，被停信200 ms。

由此我们推测：失灵停信回路可能在262操作箱动作时瞬时受到电位干扰，SF-600装置上停信指示灯未来得及点亮，而由灯后面的200 ms展宽回路将收发信机停信200 ms。

因此推定停信与2N17端子受干扰有关。

最后经过多次实验终于查出停信干扰由095回路引起。

具体位置是WXB-15微机保护屏与262操作箱屏之间的控制电缆095芯线。

用记忆示波器测得干扰波形如下：
峰峰值117V，每次波形基本相同。

2.4处理方法：
重新增加新电缆，095等弱电回路单独接入新电缆中。

重新接线后，多次传动，保护及二次回路行为正常。

故障隐患排除，系统恢复正常方式。

三、分析两天实验结果不同之处及其原因。

3.1第一天传动时停信现象不宜出现，传动几十次才出现两次；而第二天几乎每次传动都出现停信现象。

原因：第一天模拟差动保护跳262开关时只启动操作箱内STJ，而第二天传动时启动操作箱内STJ和BTJ。

我们测量仅STJ动作时干扰电压峰峰值60V，较第二次幅值小，所以停信现象出现少。

3.2 第一天停信现象出现在故障开始后54 ms，而第二天出现在故障开始后20 ms。

原因是前一次主变差动保护动作时间比次日模拟差动保护的电流继电器动作时间长。

四、结论。

当天故障发生时，于庄站261/262WXB-15微机保护感受反向故障，发出高频闭锁信号，微机动作保护行为正确。

但是故障发生43 ms时，主变差动保护启动262操作箱内继电器，跳开262开关。

由于设计时开关控制回路220V强电回路与停信24V弱电回路在同一根电缆中，262开关操作箱内继电器动作时产生干扰电压（在095电缆芯线产生干扰电位），使SF-600误停信200 ms。

从而引起姚官屯侧15微机高频误动。

（录波图上73 ms后收信为姚官屯侧开关跳闸后微机保护发信所致。

）
五、防范措施。

中华人民共和国电力工业部制定的《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》5.7条规定：“弱信号线不得和有强干扰（如中间继电器线圈回路）的导线相邻。

”强弱电回路不得合用一根电缆。

并规定“新建、扩建、技改等工程，必须遵守本要点。

现有发电厂、变电站设施，凡严重威胁安全运行的，必须立即改进。

制造部门、设计部门也必须遵守本“要点”的规定。

”希望设计部门高度重视这次高频误动原因，在今后设计中注意。

我们已经对各站微机保护回路中强弱电回路合用一根电缆情况进行了统计，在今后逐步进行改进。

今后我们施工和验收各项工程，对于静态保护都应注意对该项进行把关。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。