线路单相高阻接地故障保护装置动作分析_牛艳利
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3.2 纵联保护 ＲＣＳ９３１ＡＭＶ 录波图分析
3.3 纵联保护 ＰＳＬ ６０２ＵＭ 录波图分析
图 3 纵联保护 RCS931AMV 电流波形图
图 6 纵联保护 PSL 602UM 故障录波图
由图 ５ 可知：线路发生 Ａ 相接地故障后，Ａ 相故障电 流 为 ０．４９４Ａ， 零 序 电 流 为 ０．２４３Ａ，Ａ 相 故 障 电 压 为 ６２．６６２Ｖ，由于零序电流大于零序启动电流定值（见表 １）， 但其小于零序电流动作定值，所以装置 ＰＳＬ ６０２ＵＭ 保护 启动未动作；另外，保护装置零序电阻补偿系数定值 Ｋｒ＝０．１、 零序电抗补偿系数定 Ｋｘ＝０．６。经计算 Ａ 相接地距离测量 阻抗 Ｚａ 为 ８４．３０８Ω，大于其纵联距离阻抗整定值 ５．７Ω， 符合线路保护的四边形阻抗特性原则，所以纵联距离未能 动作。
１７５°≤ａｒｇ ３Ｕ觶 ０ ≤３２５° ３ Ｉ觶 ０
3 故障录波分析 由 于 线 路 两 侧 纵 联 保 护 ＲＣＳ９３１ＡＭＶ 均 动 作 ，且 ＰＳＬ６０２ＵＭ 保护启动后均未动作，所以以一侧袁家村侧 故障数据进行故障录波分析。 3.1 ２２０ｋＶ 线路故障录波图分析
１ ２２０ＫＶ 北母 ＩＵａ ２ ２２０ＫＶ 北母 ＩＵｂ ３ ２２０ＫＶ 北母 ＩＵｃ ４ ２２０ＫＶ 北母 Ｉ３Ｕ０ ３３ 袁岚线 ２５７Ｉａ ３４ 袁岚线 ２５７Ｉｂ
4 结论 根据国标规定：２２０ｋＶ 线路必须双重化配置，即要求 ２２０ｋＶ 线路必须配置两套不同厂家的保护装置。当 ２２０ｋＶ 线路发生单相高阻接地故障时，故障相电流变化较小，故 障电压无明显的跌落，这为保护装置甄别故障信息带来了 一定的难度，从而在现场实际运行中，当线路发生高阻接 地故障时，会出现保护装置拒动的情况。本文中装置 ＰＳＬ６２０Ｕ 中电流保护和零序电流保护的拒动符合装置的 保护设计原理，属于正确动作行为。但高阻接地时，电流保 护和零序电流保护的故障识别方法值得继续研究。
科学实践
线路单相高阻接地故障保护装置动作分析
牛艳利 （吕梁供电公司）
Байду номын сангаас
摘 要 ：线路发生单相高阻接地故障的故障相电流较小，故障电压
无明显的跌落，这为保护装置甄别故障信息带来了一定的难度。本文
对实际运行中出现的一起 ２２０ｋＶ 线路发生的单相高阻接地故障进
行分析，提出高阻接地故障时，目前使用的保护装置在电流保护和零
﹢
敏度高于正向元件。正向元件的零序电流定值 Ｉ０２Ｄ 与反向
－
电流定值 Ｉ０２Ｄ 之间的关系为
﹢
－
Ｉ０２Ｄ ﹥Ｉ０２Ｄ
Ｘ ＺＺＤ
２５°
阻抗特性
φZD －２５°
ＲＺＤ Ｒ
方向元件
１．２５ＺＺＤ
图 1 四边形阻抗特性
﹢
Ｉ０２Ｄ 为纵联零序电流定值；
－
Ｉ０２Ｄ 为零序电流启动定值； 零序方向元件的电压门坎取为固定门坎（０．５Ｖ）加上 浮动门坎，浮动门坎根据正常运行时的零序电压计算。动 作范围如下，灵敏角在 －１１０ 度：
参考文献： ［１］葛乃成，刘艳敏，倪腊琴．电力系统高阻接地故障保护综述［Ｊ］． 华东电力，２０１１，３９（５）：７５３－７５６． ［２］田庆，原敏宏，王志平．葛南直流线路高阻接地故障保护分析 ［Ｊ］．电力系统及其自动化学报，２００８，２０（６）：６０－６３． ［３］景敏慧，柳焕章，邓洪涛，许群，张哲．平行双回线路高阻接地 故障保护的新思路［Ｊ］．电力系统自动化，２００８，３２（８）：５５－５８． ［４］程华，王静．线路高阻接地零差保护灵敏性分析及调试［Ｊ］．四
川电力技术，２００７，３０（４）：６９－７２．
309
图 2 220kV 线路故障录波图
308
科学实践
在 ２０１３ 年 ０４ 月 １３ 日 １３ 时 ２１ 分 ２９ 秒 ９８４ｍｓ 线 路发生 Ａ 相接地故障后，Ａ 相故障电流为 ０．５４Ａ，零序电 流为 ０．２７Ａ，Ａ 相故障电压为 ５９．１３９Ｖ，故障电流太小且故 障电压无明显跌落，电压较高，基本维持在正常电压水平， 故障为高阻接地故障。
序电流保护的故障识别方面值得继续研究。
关键词：线路单相高阻接地故障 保护原理
1 故障现象
２０１３ 年 ４ 月 １３ 日 １３ 时 ２１ 分 ， 吕 梁 电 力 公 司
２２０ｋＶ 袁岚线岚县侧 ２５７、袁家村侧 ２３４ 发生 Ａ 相永久接
地故障，线路保护快速动作，单跳单重后三跳。此次故障
中，２２０ｋＶ 袁岚线岚县侧 ２５７、袁家村侧 ２３４ 两侧保护中
件和反向元件。阻抗特性如图 １ 所示，由全阻抗四边形与
方向元件组成，当选相元件选中回路的测量阻抗在四边形
范围内，而方向元件为正向时判定正向故障，若方向元件
为反向时判定反向故障；当选相元件选中回路的测量阻抗
在四边形范围外时，判定没有故障发生。
2.2 零序电流保护
零序方向元件设正、反两个方向元件。反向元件的灵
ＲＣＳ９３１ＡＭＶ 保护动作，而 ＰＳＬ６０２ＵＭ 保护启动后未动
作，这与实际运行中，线路发生故障时，两套保护应共同动
作的情况不符，本文就这一现象进行分析。
2 线路保护装置的保护原理
2.1 纵联距离保护
距离方向元件按回路分为 ＺＡＢ、ＺＢＣ、ＺＣＡ 三个相间阻抗
和 ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ 三个接地阻抗，每个回路的阻抗又分为正向元
表 1 保护装置 PSL 602UM 保护定值
图 4 纵联保护 RCS931AMV 电压波形图
图 5 纵联保护 RCS931AMV 故障录波图
由以上故障录波图 ３－５ 及录波报告可知：２０１３ 年 ０４ 月 １３ 日 １３ 时 ２１ 分 ２９ 秒 ９８４ｍｓ 袁岚线发生 Ａ 相接地故 障后，故障相电流 ０．１９５Ａ，零序电流 ０．０７５Ａ，差动电流 ０．３６４Ａ，故障相电压 ５８．７４１Ｖ。根据 ＲＣＳ９３１ＡＭＶ 的保护 定值，２５ｍｓ 后电流差动保护动作，故障切除；５９０ｍｓ 重合 闸动作，Ａ 相重合成功；而 Ａ 相故障属永久接地故障，故 ６９０ｍｓ 差动保护动作三跳出口。因此 ＲＣＳ９３１ＡＭＶ 的保 护动作符合保护装置的保护原理，属于正常保护动作。
3.3 纵联保护 ＰＳＬ ６０２ＵＭ 录波图分析
图 3 纵联保护 RCS931AMV 电流波形图
图 6 纵联保护 PSL 602UM 故障录波图
由图 ５ 可知：线路发生 Ａ 相接地故障后，Ａ 相故障电 流 为 ０．４９４Ａ， 零 序 电 流 为 ０．２４３Ａ，Ａ 相 故 障 电 压 为 ６２．６６２Ｖ，由于零序电流大于零序启动电流定值（见表 １）， 但其小于零序电流动作定值，所以装置 ＰＳＬ ６０２ＵＭ 保护 启动未动作；另外，保护装置零序电阻补偿系数定值 Ｋｒ＝０．１、 零序电抗补偿系数定 Ｋｘ＝０．６。经计算 Ａ 相接地距离测量 阻抗 Ｚａ 为 ８４．３０８Ω，大于其纵联距离阻抗整定值 ５．７Ω， 符合线路保护的四边形阻抗特性原则，所以纵联距离未能 动作。
１７５°≤ａｒｇ ３Ｕ觶 ０ ≤３２５° ３ Ｉ觶 ０
3 故障录波分析 由 于 线 路 两 侧 纵 联 保 护 ＲＣＳ９３１ＡＭＶ 均 动 作 ，且 ＰＳＬ６０２ＵＭ 保护启动后均未动作，所以以一侧袁家村侧 故障数据进行故障录波分析。 3.1 ２２０ｋＶ 线路故障录波图分析
１ ２２０ＫＶ 北母 ＩＵａ ２ ２２０ＫＶ 北母 ＩＵｂ ３ ２２０ＫＶ 北母 ＩＵｃ ４ ２２０ＫＶ 北母 Ｉ３Ｕ０ ３３ 袁岚线 ２５７Ｉａ ３４ 袁岚线 ２５７Ｉｂ
4 结论 根据国标规定：２２０ｋＶ 线路必须双重化配置，即要求 ２２０ｋＶ 线路必须配置两套不同厂家的保护装置。当 ２２０ｋＶ 线路发生单相高阻接地故障时，故障相电流变化较小，故 障电压无明显的跌落，这为保护装置甄别故障信息带来了 一定的难度，从而在现场实际运行中，当线路发生高阻接 地故障时，会出现保护装置拒动的情况。本文中装置 ＰＳＬ６２０Ｕ 中电流保护和零序电流保护的拒动符合装置的 保护设计原理，属于正确动作行为。但高阻接地时，电流保 护和零序电流保护的故障识别方法值得继续研究。
科学实践
线路单相高阻接地故障保护装置动作分析
牛艳利 （吕梁供电公司）
Байду номын сангаас
摘 要 ：线路发生单相高阻接地故障的故障相电流较小，故障电压
无明显的跌落，这为保护装置甄别故障信息带来了一定的难度。本文
对实际运行中出现的一起 ２２０ｋＶ 线路发生的单相高阻接地故障进
行分析，提出高阻接地故障时，目前使用的保护装置在电流保护和零
﹢
敏度高于正向元件。正向元件的零序电流定值 Ｉ０２Ｄ 与反向
－
电流定值 Ｉ０２Ｄ 之间的关系为
﹢
－
Ｉ０２Ｄ ﹥Ｉ０２Ｄ
Ｘ ＺＺＤ
２５°
阻抗特性
φZD －２５°
ＲＺＤ Ｒ
方向元件
１．２５ＺＺＤ
图 1 四边形阻抗特性
﹢
Ｉ０２Ｄ 为纵联零序电流定值；
－
Ｉ０２Ｄ 为零序电流启动定值； 零序方向元件的电压门坎取为固定门坎（０．５Ｖ）加上 浮动门坎，浮动门坎根据正常运行时的零序电压计算。动 作范围如下，灵敏角在 －１１０ 度：
参考文献： ［１］葛乃成，刘艳敏，倪腊琴．电力系统高阻接地故障保护综述［Ｊ］． 华东电力，２０１１，３９（５）：７５３－７５６． ［２］田庆，原敏宏，王志平．葛南直流线路高阻接地故障保护分析 ［Ｊ］．电力系统及其自动化学报，２００８，２０（６）：６０－６３． ［３］景敏慧，柳焕章，邓洪涛，许群，张哲．平行双回线路高阻接地 故障保护的新思路［Ｊ］．电力系统自动化，２００８，３２（８）：５５－５８． ［４］程华，王静．线路高阻接地零差保护灵敏性分析及调试［Ｊ］．四
川电力技术，２００７，３０（４）：６９－７２．
309
图 2 220kV 线路故障录波图
308
科学实践
在 ２０１３ 年 ０４ 月 １３ 日 １３ 时 ２１ 分 ２９ 秒 ９８４ｍｓ 线 路发生 Ａ 相接地故障后，Ａ 相故障电流为 ０．５４Ａ，零序电 流为 ０．２７Ａ，Ａ 相故障电压为 ５９．１３９Ｖ，故障电流太小且故 障电压无明显跌落，电压较高，基本维持在正常电压水平， 故障为高阻接地故障。
序电流保护的故障识别方面值得继续研究。
关键词：线路单相高阻接地故障 保护原理
1 故障现象
２０１３ 年 ４ 月 １３ 日 １３ 时 ２１ 分 ， 吕 梁 电 力 公 司
２２０ｋＶ 袁岚线岚县侧 ２５７、袁家村侧 ２３４ 发生 Ａ 相永久接
地故障，线路保护快速动作，单跳单重后三跳。此次故障
中，２２０ｋＶ 袁岚线岚县侧 ２５７、袁家村侧 ２３４ 两侧保护中
件和反向元件。阻抗特性如图 １ 所示，由全阻抗四边形与
方向元件组成，当选相元件选中回路的测量阻抗在四边形
范围内，而方向元件为正向时判定正向故障，若方向元件
为反向时判定反向故障；当选相元件选中回路的测量阻抗
在四边形范围外时，判定没有故障发生。
2.2 零序电流保护
零序方向元件设正、反两个方向元件。反向元件的灵
ＲＣＳ９３１ＡＭＶ 保护动作，而 ＰＳＬ６０２ＵＭ 保护启动后未动
作，这与实际运行中，线路发生故障时，两套保护应共同动
作的情况不符，本文就这一现象进行分析。
2 线路保护装置的保护原理
2.1 纵联距离保护
距离方向元件按回路分为 ＺＡＢ、ＺＢＣ、ＺＣＡ 三个相间阻抗
和 ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ 三个接地阻抗，每个回路的阻抗又分为正向元
表 1 保护装置 PSL 602UM 保护定值
图 4 纵联保护 RCS931AMV 电压波形图
图 5 纵联保护 RCS931AMV 故障录波图
由以上故障录波图 ３－５ 及录波报告可知：２０１３ 年 ０４ 月 １３ 日 １３ 时 ２１ 分 ２９ 秒 ９８４ｍｓ 袁岚线发生 Ａ 相接地故 障后，故障相电流 ０．１９５Ａ，零序电流 ０．０７５Ａ，差动电流 ０．３６４Ａ，故障相电压 ５８．７４１Ｖ。根据 ＲＣＳ９３１ＡＭＶ 的保护 定值，２５ｍｓ 后电流差动保护动作，故障切除；５９０ｍｓ 重合 闸动作，Ａ 相重合成功；而 Ａ 相故障属永久接地故障，故 ６９０ｍｓ 差动保护动作三跳出口。因此 ＲＣＳ９３１ＡＭＶ 的保 护动作符合保护装置的保护原理，属于正常保护动作。