防止中阻抗母差保護(hù)整流回路引起的誤動(dòng)

摘要 通過對一起母差保護(hù)動(dòng)作情況的分析，探討了中阻抗母差保護(hù)在整流回路二極管損壞（反向?qū)ǎ┣闆r下對保護(hù)制動(dòng)特性的影響，并提出了相應(yīng)的防誤動(dòng)措施。

關(guān)鍵詞 中阻抗 母差 保護(hù) 誤動(dòng)

廣東電力系統(tǒng)在上世紀(jì)80年代末至90年代中期，大量應(yīng)用了中阻抗母差保護(hù)取代比相式的電磁型母差保護(hù)。隨著時(shí)間的推移，由于元器件的老化損壞，該類型保護(hù)相繼出現(xiàn)了一些缺陷，尤其以整流回路二極管損壞造成保護(hù)制動(dòng)特性失效，區(qū)外故障引起保護(hù)誤動(dòng)最為典型。

1事件經(jīng)過

2003-12-19T09：28：56，220kV某變電站110kV AG線1132開關(guān)保護(hù)跳閘，10：24：38，在強(qiáng)送該站AG線1132開關(guān)時(shí)，手合后加速保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)該站110kV母線Ⅰ、Ⅱ段差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開該站110kVⅠ、Ⅱ母線上所有開關(guān)和母聯(lián)1012開關(guān)，造成110kV10余個(gè)變電站失壓。

2事后檢查情況

2.1一次設(shè)備檢查情況

經(jīng)組織查線發(fā)現(xiàn)110kV AG線N17，18，19桿拉線被盜后引起此3座水泥桿倒桿。

2.2繼電保護(hù)設(shè)備檢查情況

（1）220 kV該站110 kV母線保護(hù)動(dòng)作信號：110 kV母聯(lián)1012開關(guān)控制屏發(fā)“母差屏直流電源消失、Ⅰ母差動(dòng)作、Ⅱ母差動(dòng)作、電壓斷線”光字牌；110KV母差保護(hù)屏“Ⅰ母差動(dòng)作、Ⅱ母差動(dòng)作、Ⅰ母復(fù)歸延時(shí)、Ⅱ母復(fù)歸延時(shí)，2號穩(wěn)壓、110 kV電壓回路斷線”燈亮。故障錄波成功。

（2）檢查保護(hù)裝置二次接線，保護(hù)端子排、裝置背板二次線排列整齊、接線正確，無螺絲、線頭松動(dòng)現(xiàn)象。檢查CT接線，核對CT變比接線均正確。

（3）檢查裝置切換繼電器的接點(diǎn)，裝置刀閘位置切換和現(xiàn)場運(yùn)行位置一致。檢查交流斷線監(jiān)視回路正常。

（4）檢查所有回路的差動(dòng)繼電器和起動(dòng)繼電器的動(dòng)作值均在（0.4～0.5）Ie之間，滿足裝置整定值（0.4～0.6）Ie的要求。且裝置動(dòng)作時(shí)信號及差流檢測正常。

（5）按廠家介紹試驗(yàn)方法檢測裝置整流回路，發(fā)現(xiàn)有部分整流二極管正向、反向均導(dǎo)通，且對各間隔的整流二極管用250V兆歐表檢測時(shí)，正、反向電阻為0，而正常的整流二極管在正向時(shí)應(yīng)為0，反向時(shí)為無窮大。進(jìn)一步用萬用表對整流二極管進(jìn)行電阻測量發(fā)現(xiàn)母聯(lián)、AF線、AK線3個(gè)間隔整流的2個(gè)二極管已完全導(dǎo)通。正向、反向電阻測量值均趨于0。

（6）對有整流二極管完全導(dǎo)通的整流橋插件進(jìn)行制動(dòng)特性試驗(yàn)，測得的制動(dòng)系數(shù)幾乎為0，說明對于含有損壞整流二極管整流回路，保護(hù)已經(jīng)不具備制動(dòng)特性。

（7）分析故障錄波圖，AG線三相故障時(shí)短路一次電流約為17000A，按CT10％誤差計(jì)算，故障時(shí)不平衡電流已超過110kV母線保護(hù)差動(dòng)動(dòng)作整定值。加之110kV母聯(lián)、1，2，3，4號主變中故障電流含有較大的非周期分量、電流波形明顯偏向時(shí)間軸的一側(cè)，此非周期分量在經(jīng)電流互感器轉(zhuǎn)變時(shí)，在電磁暫態(tài)過程中，使一次電流不能真實(shí)地轉(zhuǎn)變到二次回路，從而增加了故障時(shí)的不平衡電流。

（8）保護(hù)裝置在定檢有效期內(nèi)。

3保護(hù)誤動(dòng)原因簡要分析及結(jié)論

綜上所述，此次母差保護(hù)誤動(dòng)的直接原因是：Ⅰ、Ⅱ母差動(dòng)保護(hù)的整流回路的整流二極管出現(xiàn)成串損壞（反向?qū)ǎ?，?dǎo)致制動(dòng)電壓接近于0，從而使保護(hù)制動(dòng)特性失效，在母線區(qū)外故障時(shí)不平衡電流超過動(dòng)作值，造成Ⅰ、Ⅱ母差動(dòng)保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作。

間接原因是：廠家的調(diào)試大綱對二極管損壞造成裝置在外部故障時(shí)失去制動(dòng)而誤動(dòng)未充分重視，因此在調(diào)試大綱中沒有要求在定檢時(shí)對二極管的檢查及制動(dòng)特性的檢查，使裝置的隱患未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而對該裝置定檢時(shí)得出錯(cuò)誤的合格結(jié)論。

4反措及整改措施

事件發(fā)生后，立即對電網(wǎng)運(yùn)行中的10套相同原理的母差保護(hù)進(jìn)行了針對整流回路二極管的專項(xiàng)檢查，并制定了相應(yīng)的反措及整改措施。

（1）利用廠家提供的備件更換所有特性變差的二極管，并對母差保護(hù)Ⅰ、Ⅱ母差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)特性進(jìn)行檢查。同時(shí)對更換二極管后的母差保護(hù)，分別從每一個(gè)間隔A、B、C三相加電流檢查保護(hù)動(dòng)作值各保護(hù)有關(guān)制動(dòng)系數(shù)和動(dòng)作值，以保證每套母差保護(hù)裝置的制動(dòng)系數(shù)均在0.75左右，達(dá)到正常值標(biāo)準(zhǔn)。

（2）由于此種保護(hù)為晶體管保護(hù)，保護(hù)元件組合較多，且裝置元件在運(yùn)行中無自檢功能，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝置元件的損壞情況，在沿海氣候條件及在各種故障類型的短路電流沖擊下，裝置的元器件隨時(shí)會(huì)損壞。為此，計(jì)劃在2004－2005年逐步更換為具有較強(qiáng)自檢功能的微機(jī)型母差保護(hù)。

（3）將整流二極管反向截止特性、正向?qū)ㄌ匦栽囼?yàn)，保護(hù)的制動(dòng)特性和動(dòng)作特性試驗(yàn)納入每年的中阻母差定期部檢項(xiàng)目中，同時(shí)在檢修ABC文檔中補(bǔ)充相應(yīng)程序和內(nèi)容，以指導(dǎo)今后的現(xiàn)場檢驗(yàn)工作，避免發(fā)生類似的問題。

（4）加強(qiáng)繼電保護(hù)人員的技術(shù)培訓(xùn)力度，加深對中阻抗型母差保護(hù)原理的認(rèn)識(shí)，避免人為因素導(dǎo)致定檢質(zhì)量下降事件的發(fā)生，并進(jìn)一步加強(qiáng)對包括母差保護(hù)在內(nèi)的二次設(shè)備的技術(shù)管理工作，從制度上保證二次設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)水平。

（5）切實(shí)加強(qiáng)電力生產(chǎn)安全管理。首先，從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上加大改造力度，從保電網(wǎng)的目的出發(fā)，認(rèn)真研究如何優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。其次，在增強(qiáng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，合理安排電網(wǎng)運(yùn)行方式，避免一個(gè)220kV樞紐站單獨(dú)向過多的110kV變電站供電，并做好各種運(yùn)行方式下的事故預(yù)想，合理安排考慮各變電站之間的轉(zhuǎn)供，使得各站在事故情況下相互支援。第三，必須對繼電保護(hù)按規(guī)定周期全部定檢，特別要保證母差等保護(hù)能正確無誤地動(dòng)作；規(guī)劃、選擇和安裝好安全自動(dòng)裝置，并確保其完整、完好，準(zhǔn)確動(dòng)作；制定系統(tǒng)穩(wěn)定破壞、電網(wǎng)崩潰的反措方案；切實(shí)把住確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三道防線。第四，加強(qiáng)輸電線路巡視，加大電力設(shè)施保護(hù)宣傳和打擊盜竊破壞電力設(shè)施犯罪行為的力度，加強(qiáng)與當(dāng)?shù)卣凸膊块T通與聯(lián)系，警電聯(lián)合，建立打擊破壞電力設(shè)施的長效機(jī)制。