零序保护误动跳闸分析

田头变电站110kV马田Ⅰ、Ⅱ回保护动作分析报告一、事件前运行方式

110kV马田I回、马田Ⅱ回并列运行对110KV田头变进行供电，田中线送电保线（对侧开关热备用），110kVⅠ、Ⅱ组母线并列运行；#3主变110kV运行于110kVⅠ母；110kV 马田I回、田通I回、南田、田中线运行于110kVⅠ母；110kV 马田Ⅱ回、田通Ⅱ回、大田线运行于110kVⅡ母。

田头变一次接线图

二、设备情况

110kV马田I回、马田Ⅱ回保护装置：型号PSL-621D,南自；110kV 大田线（田头变）保护装置：型号RCS-941A,南瑞；2009年8月投运；110kV 大田线（大梁子电站）保护装置：型号DPL-11D,恒星；2015年3月投运；110kV 大田线（咪湖三级电站）保护装置：型号RCS-941A,南瑞；2009年9月投运。

三、保护报警信息

110kV田头变在2016年5月31日20时42分57秒110kV 马田I回见（图2）、马田Ⅱ回见（图1）零序Ⅰ段动作，跳开出线断路器， 20时42分57秒大田线保护启动见图3。对侧迷糊三站距离Ⅰ段动作跳闸故障测距约5KM处（见图4）、大梁子电站零序Ⅰ段动作跳闸（见图5）。

图1.马田Ⅱ回动作报告

图2.马田Ⅰ回动作报告

图3.大田线保护启动报告

图4.T大田线保护跳闸信号（咪三站）

图4.大田线保护跳闸信号（大梁子电站）

四、保护动作分析

故障发生后对马田双回线进行了巡线，未发现异常，通过大梁子电站线路侧避雷计数器发现有放电动作一次，随后由大梁子电站零起升压对110KV大田线进行冲电未发现异常；初步判断大田线电站侧跳闸是由于雷击瞬时故障造成(雷雨天气)，大田线田头变侧从保护启动波形分析在故障持续时间约为80MS后故障电流消失（马田双回跳闸），故保护未出口，根据相关保护动作信息推测故障点很有可能在大田线上，6月7日，再次停电安排对110kV大田线进行重点区段进行登杆检查，发现#4杆B、C相瓷瓶有闪络放电的痕迹（见下图），于当天更换损伤瓷瓶。

大田线#4杆B、C相瓷瓶放电痕迹

通过故障点的暴露可以得出，大田线保护动作由于线路故障属于正确动作，田头变侧保护未出口由于属于Ⅱ段保护围有延时，在此期间马田双回线Ⅰ段动作切除了故障电流，

故未出口属于正确动作（停电期间对大田线进行了联动试验，合格满足投运要求）。随后对马田双回线零序Ⅰ段误动进行分析，通过查看动作报文矢量图见下图)可以看出，零序电压在动作区域保护装置属于正确动作，因此可以排除保护装置本身问题。

故障报文分析矢量图

PSL-621D保护装置零序功率方向动作区

随后通过对此次动作故障波形和试验正、反方向波形进行比对发现，故障波形中故障电流超前故障电压约90度（见

下图1-3）。满足该保护装置动作判据，保护装置将会判断正方向故障动作出口。此次电流同向和和试验正向波形相同，排除电流回路问题；但故障电压波形有所失真，故障相电压和零序电压同向，和试验正向波形有所不同；初步判断造成此次保护误动的主要原因在电压回路。

图1正方向试验波形（出口）

图2反方向试验波形（不出口）

图3马田线故障波形

随后对110kV电压互感器二次回路进行反措执行检查，核实PT接线及是否存在多点接地的情况，从保护装置原理图（见下图）可以看出3U0由装置部自产。

保护装置电压采样原理图

通过查看设计图纸电压接线端子图和PT原理图（见图1和2）

PT本体原理图1

保护电压接线端子图2

发现开口N线与星形绕组的N线共用一根导线，没有分开不符合反措要求，由此判断开口三角绕组的N线与星形绕组的

N线共用一根导线是造成此次保护装置误动的主要原因。

五、造成110kV马田双回线不正确动作原因分析：

1. 直接原因分析

110kV大田线#4杆B、C相瓷瓶发现有雷击闪络放电的痕迹，此处离110kV 田头变26公里左右，离水电站1公里，对照110kV 田头变110kV马田Ⅰ回线、110kV马田II回线保护装置的测距信息（反方向上的80公里左右），同时对照110kV大田线上电厂侧的保护测距信息（正方向上的5公里左右），线路两侧故障测距和实际位置不对应，主要是由于过度电阻较大故测距数据误差较大，但是都在其保护动作围，加上通过登杆检查，最终锁定此故障点就是导致 5.31事故跳闸的原因。

2.间接原因分析

本站建设于2009年，当时公司还属于民营性质，技术力量薄弱，在接下来的几年运行时间，没有按照电网公司的反措要求执行，特别是其中有关于110kV电压互感器绕组接线核对需检查的容（具体是：来自开关场的电压互感器二次回路4根引入线和开口三角形绕组的2根引入线均应使用各自独立的电缆，不得共用。开口三角绕组的N线与星形绕组的N线需分开。）没有得到执行，导致电压二次回路出现异常，在5.31当天发生110kV线路接地时，保护装置采集到错误的电压数值，导致零序保护的功率方向判断错误，造成马田

双回线反方向故障保护误动，究其原因是110kV电压互感器开口三角绕组的N线与星形绕组的N线没有分开，使保护用的二次电压A、B、C、N线在接入110kV马田Ⅰ回线、110kV 马田II回保护装置时，继保装置接收到的电压不能真实反映实际情况，导致继电保护装置判断故障点处于正方向上，从而在零序I段的电流达到定值要求后就出口动作，功率方向闭锁失效，此情况属于110kV电压互感器二次接线存在设计缺陷导致的保护误动作。

六、整改措施

严格按照变电站反措要求，对马关供电所辖5个110kV 变电站进行排查，将110kV电压互感器开口三角绕组的N线与星形绕组的N线分开，不得共用。确保在110kV线路接地时，接入相关保护装置的三相电压能符合南网反措要求，杜绝类似事件的再次发生。

责任部门：设备部

监督部门：安全监管部

完成时间：7月底

2016年6月14日