继电保护事故案例动作分析研究

继电保护事故案例动作分析研究

发表时间：2016-11-07T14:20:21.113Z 来源：《电力设备》2016年第15期作者：张作宇李真娣[导读] 继电保护在保障电力系统可靠运行发挥着及其重要的作用。

（1国网银川供电公司宁夏银川 750011；2 北京交通大学电气工程学院北京市 100081）摘要：继电保护在保障电力系统可靠运行发挥着及其重要的作用，事故的准确快速的切除，有效保证了电力系统大安全稳定，误动和拒动都将导致事故扩大，造成严重后果。本文列举几个范例，对范例进行分析研究，提出可靠解决方案。

关键字：继电保护；电力系统；事故；分析；研究

一、事件简述

2010年7月27日20点24分，35kV A变电站10kV出线#613发生相间短路故障，#613过流保护启动，计时达0.6s后正确动作跳闸，随后#1主变差动保护动作（动作相B相，差动电流3.19A，其余两相出现较大差流，A相约3A，C相约1.5A），跳开#301和#601开关。故障前#1主变带#613、#614两条出线运行。

该站35kV#1主变配备深圳南瑞ISA387差动保护，动作值设定为启动电流1.7A，比率系数0.3。

二、差动保护动作原因分析

#1主变差动保护动作后工作人员到现场对一次设备、保护装置和二次回路进行了详细的检查，未见异常。测试高低压侧二次电流回路绝缘均合格（>10M），没有多点接地现象；根据装置的事件记录可判断电流回路未发生断线（保护动作时高低压侧电流采样正常）；保护新投时带负荷试验正确，且区外故障未切除时差动保护未误动，说明电流回路的变比和极性正确；保护装置采样正确，差流计算正确，动作逻辑正确；装置的定值与定值通知单一致。因此可排除二次误接线、绝缘降低、反措不完善、装置故障等因素引起差动动作。

根据#613保护动作过程以及#613保护与差动保护动作时间可以判定，差动保护不是在区外故障时动作，而是在区外故障切除后动作。

区外故障切除时，流过#1主变的电流突然减小到额定负荷电流以下，负荷电流只剩下#614电流。此暂态过程将产生大量的谐波分量和直流分量，这些谐波分量和直流分量的存在，在两侧电流互感器（TA）暂态特性有差异时两侧TA二次电流之间的幅值和相位差会发生变化，从而在差动元件中产生差流；两侧TA二次回路时间常数不同，会使一次电流变化及断流时，二次回路中电流变化速度和持续时间不同，令差动元件产生差流。两侧TA暂态特性及二次回路差异越大，差流值就越大，且持续时间越长。同时，流过变压器的电流较小，主要是#614的负荷电流，差动元件的制动电流较小。此外，为了防止轻微故障时保护拒动，差动元件的启动电流（1.7A）和比率系数（0.3）整定值较低，拐点电流（5.67A）较大，差电流为3.19A时，需制动电流大于10.63A才能保证差动元件不动作，如下图所示。在这些因素的共同作用下，差动元件达到了动作条件，出口跳闸。

三、整改措施及建议

为了躲过区外故障切除后的暂态过程对变压器差动保护的影响，各保护厂家提出了不同的解决方案，但主要都是通过改善制动曲线来提高可靠性，没有可靠识别区外故障切除后的暂态过程特征量的方案。因此，完全依靠保护装置尚不能可靠防止此类事件的发生。

考虑到区外故障切除后的暂态过程对变压器差动保护的影响方式，结合鹿角变电站的实际情况，为了提高差动保护的可靠性，可以从以下方面着手。

1、更换#1主变高低压两侧TA，使其满足如下条件，以减小区外故障切除后差动元件中的差电流：

（1）差动保护两侧TA同型，短路电流倍数相近

（2）两侧TA的二次负荷与相应侧TA的容量成比例（大容量接大的二次负荷）

（3）在短路电流倍数、TA容量、二次负荷的设计选型上留有足够余量

（4）两侧TA伏安特性曲线相近

（5）使用制造质量优良，性能稳定的TA

2、适当提高差动保护的启动电流和比率系数，改善制动曲线，改变动作区的范围。根据ISA387保护的差动元件动作特性，提高比率系数后拐点电流也随之降低。如下图所示，阴影区域由动作区变成了制动区。

四、案例二事故分析

2007年8月5日某220kV变电站10kV新生4号线光纤分相电流差动保护动作，开关跳闸，重合失败，经巡线人员检查，故障点不在本线路内，保护人员检查两侧保护装置、模拟区内外故障保护均反应正确。

要点分析：在CT回路验收试验中，一定要核对好所使用绕组的准确级，否则对于距离、过流等保护将拒动，对于线路纵差、主变差动等电流差动保护将误动作。

原因：1、电厂侧保护人员错误将计量CT绕组接入保护回路，故障时两侧电流不一致产生差流，是新生4号线纵差保护动作的主要原因。 2、电厂侧新联线保护使用电磁型保护，动作速度相对微机保护慢，不能及时切除故障，是新生4号线纵差保护动作的主要原因。

解决方案：对电流互感器的绕组准确级要做好确认，保证绕组的准确级与用途一致，防止此类事故发生。

五、案例三事故分析

2011年5月2日,雷雨天气（系统容易发生单线接地），某66kV变电站1号主变差动保护动作，主一、二次开关跳闸。保护人员到达现场后调取差动保护信息，并检查CT回路接线及绕组使用均正确，同时发现10kV嘎岔线在同一时刻有保护动作信息，但未跳闸，检查保护及CT回路、开关机构均正常。

原因：由于高压电缆头制作不好，在系统单相接地时，非故障相电压升高容易造成电缆绝缘击穿，从而导致开关拒动。

解决方案：对电缆工艺做好确认，保证电缆头的制作符合规范要求，防止此类事故发生。

参考文献

[1]、王晓蕾耿锋涛；浅析现阶段电力继电保护及故障诊断的一般技术[J] 科技创新导报；2012(21)

[2]、廖晓初；电力自动化继电保护安全管理通讯世界[J]； 2014(20)

[3]、马志鑫；电力自动化继电保护的安全管理措施分析信息系统工程[J] ； 2015(6)

[4] 、何明建；电力自动化继电保护安全管理策略解析通讯世界[J] ； 2014(15) 作者信息：

张作宇，男（1983-），男，工程师，国网银川供电公司；李真娣(1989-)，女，北京交通大学电气工程学院硕士研究生，主要研究方向输电设备状态监测与故障诊断。