220kV泉富一、二線線路區(qū)外故障差動保護動作情況分析

賴儉

摘 要：本文針對甘泉站220kV泉富一、二線對側(cè)站母線發(fā)生單相接地故障，本側(cè)兩條線路為區(qū)外故障時，國電南自線路保護PSL 603U差動保護動作的原因作詳細分析。

關(guān)鍵詞：區(qū)外故障；差流；差動保護動作；CT飽和

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A

一、保護動作情況

2016年06月29日11時23分220kV泉富一、二線B相同時故障，雙縱聯(lián)動作，263、264開關(guān)跳閘，220kV泉富一線收對側(cè)遠跳，263開關(guān)三相跳閘且未重合，220kV泉富二線264開關(guān)重合閘動作，重合成功。

二、故障分析

1.泉富一線1號保護差動動作詳解

1.1 差流的形成和計算

由圖1、圖2可以判斷出故障為B相區(qū)外故障，通過對側(cè)站及本側(cè)站的故障電流波形可看出故障時刻對側(cè)二次電流出現(xiàn)嚴重畸變，故障后第二個周波電流波形正確傳變時間約為4.167ms（電流采樣值從過零到畸變下降的時間），第三個周波正確傳變時間約為3.33ms，可以確認對側(cè)B相CT出現(xiàn)嚴重飽和。PSL 603U差動保護裝置的交流模件CT回路最大量程是40倍的額定電流。由于對側(cè)采用的二次額定電流為5A，因此故障電流為200A以下時，保護裝置的CT都不會飽和。根據(jù)區(qū)外故障時電流為穿越性電流特點，通過甘泉側(cè)保護裝置的錄波可以算出對側(cè)二次電流約為56A，遠小于交流模件CT回路最大量程，因此確定對側(cè)B相電流畸變是一次CT飽和造成的。根據(jù)電流波形，計算出區(qū)外故障時，PSL 603U差動保護的差動電流、制動電流相關(guān)曲線。計算結(jié)果如圖3、圖4所示。由以上計算得出，保護啟動后68ms～75ms左右差動電流大于制動電流，且差動電流大于差動穩(wěn)態(tài)I段定值（2.5倍差動定值），差動保護開始滿足動作條件，于保護啟動后74ms跳閘出口。

1.2 CT飽和時PSL 603U差動保護分析

PSL 603U系列差動保護突變量差動和穩(wěn)態(tài)差動I段K值取2.5，穩(wěn)態(tài)差動Ⅱ段K值0.6且經(jīng)40ms延時，當判出區(qū)外故障CT飽和時，制動系數(shù)K值最低抬高至1.05。PSL 603U保護裝置采用電流極性比相法和電流波形系數(shù)法識別區(qū)外故障CT飽和，能夠有效識別區(qū)外故障飽和深度在5ms以上的CT飽和，保證保護不誤動。由于泉富一線富邦側(cè)CT飽和程度極深，故障后第三個周波電流準確傳變時間不足4ms，差動保護未能準確識別出飽和，導(dǎo)致差動保護動作。

綜上所述，此次故障中泉富一線PSL 603U差動保護跳閘原因是：（1）對側(cè)CT嚴重飽和狀態(tài)，飽和深度為3.33ms。（2）線路兩側(cè)CT特性差異較大，富邦側(cè)CT飽和使得二次故障電流波形嚴重畸變，甘泉側(cè)CT傳變準確，造成兩側(cè)保護的二次電流出現(xiàn)差流。泉富一線CT飽和程度嚴重，使泉富一線差動電流滿足動作條件而動作。

2.泉富一線2號保護

根據(jù)保護跳閘報告知該保護30ms遠方啟動跳閘，本側(cè)收到遠跳信號，三相跳閘并閉鎖重合閘，由此判斷對側(cè)母線保護動作，啟動了泉富一線遠跳功能，保護動作跳開ABC三相。又因RCS-931G系列配置了差動聯(lián)跳功能：本側(cè)任何保護動作元件動作（如距離保護、零序保護等，包括遠方啟動跳閘元件動作）后立即發(fā)對應(yīng)相連跳信號給對側(cè)，對側(cè)收到聯(lián)跳信號后，啟動保護裝置，并結(jié)合差動允許信號聯(lián)跳對應(yīng)相。故而電流差動保護動作跳開ABC三相，因此泉富一線2號保護動作行為正確。

3.泉富二線1號線路保護

泉富二線1號保護差動保護動作行為與泉富一線1號保護相似，不再做詳解。

4.泉富二線2號線路保護

現(xiàn)場泉富二線2號保護未動作，僅有啟動和重合閘動作且重合成功，由于故障為區(qū)外故障，且沒有收到對側(cè)允許跳令，因此差動保護不應(yīng)動作，動作行為正確。

結(jié)語

通過本次對220kV泉富一、二線對側(cè)發(fā)生母線單相接地故障，對于本側(cè)兩條線路為區(qū)外故障時，本側(cè)國電南自線路保護PSL 603U差動保護動作原因詳細分析后可知母線故障時線路一次CT嚴重飽和以及線路兩側(cè)CT特性差異較大會使二次故障電流波形嚴重畸變，造成兩側(cè)保護的二次電流出現(xiàn)差流，使泉富一線差動電流滿足動作條件而動作。

參考文獻

[1]國電南自PSL-603U線路保護裝置說明書[Z]. Q/GDNZ. JB011-2006.

[2]南瑞繼保RCS-931G系列超高壓線路電流差動保護裝置技術(shù)和使用說明書[Z].ZL_XLBH3114.1106.