深圳地铁一期工程35KV纵联差动保护误动的原因及对策

深圳地铁一期工程35KV纵联差动保护误动的原因及对策

摘要：35KV纵联差动保护运用于地铁工程上，具有装备简易、精确灵敏、安全可靠等很多优点，但如果装备或接线等出现问题，将对地铁供电系统带来极大的安全隐患。本文以深圳地铁一期工程中发生纵联差动保护误动为前提，从纵联差动保护的原理、深圳地铁的设备等方面研究了发生误动的原因，并提出了相应的对策。

关键词：深圳地铁；35KV线路；差动保护误动；对策

Abstract: 35 KV longitudinal league differential protection used in metro project, has the equipment simple, accurate sensitive, safety, reliability, etc many advantages, but if the equipment or wiring problems such as, and will be of the power supply system brings the enormous security hidden danger. Based on the first phase of shenzhen metro happened in the league differential protection is the prerequisite for the misoperation, from the league the differential protection principle, shenzhen metro equipment the aspects of maloperation of happened reasons, and put forward the corresponding countermeasures.

Keywords: shenzhen subway; 35 KV lines; The misoperation differential protection; countermeasures

1.引言

城市交通中，地铁供电系统一般为中、低压，供电方式多采用35KV环网供电方式或分散和集中供电相结合的方式。而地铁线路一般长度较短，一般的电流、电压保护和距离保护原理是将线路一端的电流电压经过互感器引入保护装置。但是，由于互感器传变存在误差、线路参数值也存在不精确性，加之继电器本身的测量也有误差。这些综合因素导致保护装置可能将被保护线路对端所连结的母线上的故障或母线所连接的其它线路出口处的故障，错误地判断为本线路末端的故障而将被保护线路切断，所以它很难满足地铁线路的保护需要。35KV光纤纵联差动保护是光纤通信技术应用的一个重要方面，它具有操作简单、精确快速、安全可靠等很多优点，能够很好地解决地铁线路保护需求的选择性问题，所以35KV 光纤纵联差动保护技术被越来越多地应用于地铁供电系统的主保护。

在深圳地铁一期工程中，主变电所和牵引变电所就是采用的35KV光纤纵联差动保护技术。但是，在2005年-2006年期间使用过程中，发生了三次差动保护误动。因为线路光纤差动保护是供电系统的主要保护，它直接影响到地铁供电的

安全可靠，同时也将影响到整个地铁系统的安全性。所以，这三次差动保护误动虽然没有造成安全问题，但必须及时查明原因，并给出相应的对策，以期及时解决问题，消除安全隐患。

2.纵联差动保护

纵联差动保护，就是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来，将两端的电气量传送到对端，然后再进行电气量之间的大小比较，以此来判断发生故障的地点是在本线路的范围之内还是在本线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。

纵联差动保护的原理是根据基尔霍夫电流定理运行的。根据循环电流原理，当变压器在正常运行和纵差保护区外故障时，流入差动继电器的电流为零，这样就可以保证纵联差动保护不动作。

3.深圳地铁线路纵联差动保护设备

深圳地铁一期工程两座主变电所的110KVGIS设备采用的是日本东芝技术由河南高压开关电器厂生产的。而地铁沿线的牵引变电所、降压变电所的35KVGIS设备采用的是ABB公司的一次设备与二次保护设备。但是用于线路纵联差动保护的保护装置是选用的ALSTOM公司的Px40系列的P541线路保护装置，即：在主变电所的35KV馈出线与地铁沿线的35KV进线的这段线路用的是ALSTOM公司的P541线路保护装置；地铁沿线各站之间的线路用的均是ABB 公司的REL551线路纵联差动保护装置。主变电所的供电系统设计、设备招投标、设备安装施工都与地铁沿线各站的设计、招投标、施工是不同的。由35KV的ALSTOM公司的P541线路保护装置来实现与地铁沿线各站之间的电缆线路的纵联差动保护就存在一定的安全隐患。

4．深圳地铁线路差动保护误动现象

4.1出现差动保护动作，没有启动故障录波

2005年06月15日15：40分，科学馆302（H21）柜ALSTOM P541差动保护动作：该柜开关跳闸，同时起动母联备自投，母联300开关合闸；但是与之对应的城市广场主变所323柜（场科2线）P541没有跳闸，也没有接收到任何信号。

4.2华强302断路器差动保护动作跳闸，但其他站点无断路器跳闸

2005年11月23日11：01分，华强302断路器差动保护动作跳闸，城市广场主所对应的出线断路器没有跳闸，其它所有站点均无断路器跳闸。

4.3华强301差动保护跳闸，差动保护装置P541无任何故障报文

2006年7月20日21：13：39，华强301差动保护跳闸，母联300自投成功，造成华强、岗厦、会展中心三站的一段母线瞬时停电9秒。但差动保护装置P541无故障报文。

5. 深圳地铁线路纵联差动保护问题分析

5.1保护装置本身的问题

地铁线路中发生差动保护误动可能是保护装置本身的问题，如：P541差动保护动作出口，但是又没有启动故障录波。P541的这三对接点均为电磁式继电器的机械常开接点，有可能是P541出口继电器的线圈遇到磁场或是接点各种情况的震动有瞬时的闭合或粘死、接点爬电情况，这可能是装置的硬件问题；另外，保护装置各侧电流互感器不匹配、电流互感器变化提供不准确也可能造成差动保护误动。

5.2纵联差动保护装置接线问题

由于是两家公司的产品组合来实现差动保护，所以ABB公司的REF542没有起动录波，同时设计上也没有将用于差动保护的专用流互二次电流接入REF542。沿线各站的差动保护功能由P541两对硬接点串接接通断路器的跳闸回路外，差动的其它功能均由另一对接点给ABB保护装置来实现。由于P541没有起动，所以P541两对硬接点串接接通断路器的跳闸回路不会闭合接通（接点R3、R4）。理论上差动的其它功能均由另一对接点(R1)来实现也是不可能的，因为这对接点与两对硬接点串接接通断路器的跳闸回路的接点的起动条件也一样。

6.深圳地铁线路纵联差动保护问题对策

6.1解决保护装置本身问题

对于设备本身可能出现的问题，如：参数设置不准确、设备更新、保护装置各侧电流互感器不匹配、电流互感器变化提供不准确等。这些问题可以联系厂家及时改正参数设置、检查更换硬件设备、调整不匹配的配置。另外，检查两侧线路本身是否存在误差，用电压法分别测量二次绕组直阻和变化，发现和厂家设置一致。这样可以排除由于设置本身硬件或参数方面的问题所带来的纵联差动保护误动。