一起無保護裝置“TA斷線告警”的線路一次斷線故障分析

陳宇翔

摘 要：本文通過對某變電站一起無保護裝置“TA斷線告警”信號發(fā)送的線路一次斷線故障的實例進行分析，排除TA二次斷線的可能，判斷出一次故障引起的TA斷線，找出了保護裝置無TA斷線告警信號發(fā)出的原因，并針對這一現(xiàn)象，提出幾點改進措施。

關鍵詞：TA斷線;線路保護;告警

在繼電保護裝置中電流回路是最重要的回路之一，繼電保護裝置通過采樣得到的二次電流對故障進行判別，若電流回路中出現(xiàn)異常，保護可能會出現(xiàn)不正確動作，嚴重影響電網的運行安全。因此TA斷線告警是繼電保護裝置一項必備的功能，它通過判斷零序電流越限或差流越限來檢測設備電流回路的異常運行情況 [1]。

1? 事件現(xiàn)象

2019年02月24日，某變電站值班人員收到調控中心電話通知，該站發(fā)“110kV備自投裝置告警”信號。值班人員到現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)110kV備自投裝置發(fā)“甲線TA斷線”信號，C相電流為0，隨后檢查甲線的測控和保護裝置，發(fā)現(xiàn)測控裝置同樣發(fā)“TA斷線告警”信號，且C相電流同樣為0，但CSC-163A保護裝置僅顯示C相電流為0并無“TA斷線告警”信號發(fā)出，且裝置無動作。當日值班人員再前往線路對側變電站檢查對側信號情況發(fā)現(xiàn)該站側無任何關于甲線C相無電流的信號，包括110kV備自投裝置由于甲線不是備投線路，同樣無任何告警信號。

2? 運行方式

該變電站甲線采用北京四方生產的CSC-163A線路保護裝置，甲線測控裝置采用許繼電氣公司FCK-801A/R1/F微機測控裝置，110kV備自投裝置采用南瑞穩(wěn)定SCS-500J備自投保護裝置。TA斷線告警前甲線運行于I段母線（電源）。對側變電站甲線同樣采用北京四方生產的CSC-163A線路保護裝置，測控裝置為北京四方的CSI200EA微機測控裝置。

3? 現(xiàn)場TA斷線故障原因分析

引發(fā)“TA斷線”告警的設備有TA本體、二次回路、保護裝置等，而造成TA斷線的主要原因有如下幾種：（1）二次接線端子由于未緊固或生銹導致的接觸不良;（2）人為誤拆除或剪斷電流回路二次線（3）保護裝置采樣插件或CPU插件故障，造成數(shù)據采樣或數(shù)據計算錯誤此類故障通常是裝置超期服役或制造工藝差造成的;（4）TA的變比調整系數(shù)設置錯誤;（5）TA 的極性接反;（6）一次回路接觸不良;（7）其他持續(xù)使差電流大于 TA 斷線定值的情況等[2]。

上述原因中（4）TA 的變比調整系數(shù)設置錯誤、（5） TA 的極性接反主要是投運的保護定值整定錯誤、TA 變比與實際不一致或是間隔更換TA改變變比等原因造成的，一般來說，運行中的線路保護間隔不會出現(xiàn)此兩類原因導致的 TA 斷線，首先排除。

現(xiàn)場人員查看甲線保護裝置、測控裝置以及110kV故障錄波裝置中的電流采樣情況，如表1所示，并且測控裝置發(fā)“TA斷線告警”信號、110kV備自投裝置發(fā)“甲線TA斷線”信號。

由于多個采樣值基本一致，不同裝置采樣插件或CPU插件故障可能性較小，排除原因（3），且保護和測控交流電流取自TA不同的二次繞組，不同繞組同時出現(xiàn)端子松動、連片接觸不良造成斷線的可能性較小。另外，TA 二次回路開路時，開路處會有火花，開路的電流互感器也會有很大的嗡嗡聲音，現(xiàn)場查看二次接線沒有發(fā)現(xiàn)火花，室外電流互感器也沒有發(fā)出異常聲響。綜合以上現(xiàn)象說明TA二次不存在開路，排除原因（1）、（2）。因此TA斷線可能由原因（6）或（7）造成。

現(xiàn)場人員在檢查完現(xiàn)場二次回路情況后向調度匯報現(xiàn)場情況，調度檢查甲線兩側C相均無電流，從而判斷一次設備發(fā)生故障，并通知線路班對該線進行巡線，發(fā)現(xiàn)該線線路引流線斷線。

要判斷故障是否由本站一次回路造成，最簡單直接的方法是由線路班對線路進行巡視，若線路發(fā)生斷線現(xiàn)象，則可以判斷一次回路確實存在接觸不良且斷開點位置不在本站，反之斷開點發(fā)生在站內一次設備。

4? 保護裝置TA斷線無告警原因分析

4.1 北京四方CSC-163A保護裝置TA異常判據如下

1）斷線側的零序電流連續(xù) 12s 大于零序Ⅳ段定值而斷線相電流小于0.06In （In為二次側額定電流）。判斷出 TA 斷線后，閉鎖零序輔助啟動元件。當零序電流返回100ms后，零序輔助啟動元件恢復正常。 即要同時滿足以下公式（1）（2）

2） 計算出正常兩側的差電流連續(xù) 12s大于0.15In而斷線相電流小于0.06In時判為TA斷線。即要同時滿足公式（2）和公式（3）。

TA 斷線后可選擇閉鎖或開放電流差動保護。

4.2 現(xiàn)場檢查情況分析

現(xiàn)場甲線負荷較小，零序電流為I0=0.1A，而甲線零序Ⅳ段定值為I0Ⅳset=0.2A，額定電流In為1A，保護最低動作值為0.2A。

即I0

而對側變電站保護裝置同樣為CSC-163A，故亦無信號發(fā)出且裝置不動作，同時該站甲線采用的CSI200EA微機測控裝置無TA斷線檢測機制，因此該站無任何TA斷線告警信號發(fā)出。

5? 總結及建議措施

本文通過對某線路一起線路一次斷線故障的實例進行故障原因和告警信號分析，找到故障是由于線路引流線斷線而引起的，且因為當時零序電流大小不滿足保護裝置TA斷線判據，故保護裝置無TA斷線信號發(fā)出并且保護不動作。

此次TA斷線告警信號的發(fā)現(xiàn)是源于備自投裝置告警信號的發(fā)出，若該線路不作為該站備投信號，且負荷較小導致零序電流不滿足TA斷線告警和保護動作條件，同時該站測控裝置無TA斷線檢測機制，則該故障就難以被發(fā)現(xiàn)，存在安全隱患。因此針對此次事件筆者有以下幾點建議。

第一，在設置線路定值時應該充分考慮各種可能情況，并留意線路平時負荷情況，對保護裝置說明書有充分的理解，針對負荷較小的線路設定合適的定值，避免上述事件的發(fā)生。

第二，變電站在選用線路測控裝置時，因盡可能選擇功能齊全的測控裝置，測控裝置應正確發(fā)出如TA斷線該類重要信號，方便工作人員對設備進行維護管理，減少事故隱患的發(fā)生。

參考文獻：

[1] 鄭茂然，曾鐵軍，等.3/2接線電流互感器斷線快速閉鎖母差判據的研究[J].廣東電力，2014（2）：65-69.

[2] 賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護原理[M].北京：中國電力出版社，2004.