对110kv微机母差保护故障研究和对策

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1、对110KV微机母差保护故障研究和对策　　【摘要】本文笔者阐述了一起110KV微机母差保护误动事故，并就故障产生的原因进行分析，提出了相应的对策，从而提高了装置的安全性，确保整个电网的安全有序稳定的运行。【关键词】母差保护；原因；对策1事故过程和检查处理某变电站一条110kV线路单相接地故障，零序保护动作，线路开关跳闸，重合闸动作不成功，而110kV母差保护动作出口，从而跳开母联断路器和相应的断路器，造成这一段母线发生故障而失压。在对该变电站内失压的110kV母线保护范围内的一次设备检查时并未发现明显故障原因。之后在进行保护检查时发

2、现，110kV回路中存在一条线路微机保护零序插件的告警，因此打印出故障报告，通过对其分析，得出为近端故障A相零序I段动作出口，另外检查故障零序电流为40A（二次电流，保护整定值为18A），且先于110kV母差保护前26ms已出口。汇报调度后，经调度同意退出110kV母线保护，对失压母线试充电正常，随后恢复了其他回路的供电（故障线路除外）。根据故障现象、综合分析判断结果及检查情况，可以排除母线区内故障和CT5回路接线错误引起母差保护动作的可能。事后通过对母差保护校验和传动均正常。因此，判断此次母差保护跳闸为误动作。2母线保护的工作原理

3、微机母线保护装置设置了大差及各段母线小差，大差作为小差的启动元件，用以区分区内外故障，小差作为故障母线的选择元件。大差、小差均采用具有比率制动特性的瞬时值电流差动算法。差动电流为各支路电流和的绝对值，制动电流为各支路电流绝对值的和，其动作方程为：式中：为某时刻差动电流瞬间值，K为比率制动系数，为差动电流整定门坎，为母线上连接的各支路电流，支路由1到n。注意，大差不包括母联电流，每段母线小差只包括各自所有连接单元电流。保护的动作特性如图所示。为提高保护的可靠性及抗干扰能力，提高采样率增加计算比较次数，本装置采样率为每周波24点。如满足

4、上式的动作方程，则判为母线内部故障，母线保护动作，跳开接于故障母线的所有断路器。3微机母差保护误动故障的原因分析3.1线路出口故障，CT严重饱和该110kV系统为两台主变中性点直接接地系统，正常双母线联络运行。通过理论计算，该系统发生近端单相接地故障零序电流最大为：11656A，CT变比为600/5A，若未发生饱和，二次电流应为97.13A。而故障线路CT为5LCD-110W2型，属充油式且不具有暂态特性的P类普通保护用电流互感器。根据故障报告，母线跳闸时零序电流为48A，显然该线路CT铁芯发生了严重饱和，工作在非线性区域，不能正确

5、传变一次电流，造成母差保护电流回路电流不平衡，这是母差保护误动的基本前提。3.2通过分析保护逻辑，当区外故障，CT饱和后，抗饱和措施没有正确投入即使线路CT发生严重饱和，只要抗饱和措施能正确投入，母差保护也不至于误动作。由于母差保护采样速率为每周24点，当在电压和电流突变量达3点且差动不满足时，即认为区外故障时，投入CT抗饱和措施，2060ms后若电压大于40V，装置认为扰动已恢复，则直接取消抗饱和措施。所以在线路发生单相接地故障跳闸的过程中，抗饱和措施应该在投入状态，母差保护还是发生了误动作，因此，我们怀疑是不是由于某种原因抗饱和

6、措施没有起作用。进一步对母差保护进行检查分析试验，发现母差保护软件在设计上存在漏洞，翻阅有关资料也得到了印证，致使抗饱和措施不能发挥作用，这是差动保护误动作的一个重要原因。3.3比率制动系数设定较低制动系数是比率制动特性母线保护的一个重要参数，一般母差保护制动系数的整定主要考虑动作的灵敏度和抗CT饱和两方面指标，一般取值比较大，范围在0.6～0.85之间，但两者往往不能兼顾。若着重考虑提高保护的灵敏度时，就会使母差保护的制动系数较低，如本站母差保护的制动系数设定为0.4就偏低，势必当母差外部出口故障时，CT严重饱和，差动回路的不平衡

7、电流将会造成母差保护误动作。4采取对策（1）该型微机母线保护制动系数推荐范围为0.3～0.75，整定时可以根据母线系统故障时流出电流的比例不同选取制动系数。故障时流出电流比例较大的母线系统制动系数可以选取的低一点，流出电流比例较小的母线系统可以选取的大一点。考虑到110kV对保护动作速度要求不高，为了防止以后110kV母差保护再次误动，将制动系数由原来的0.4提高到了0.75，这样可有效地防止外部故障时的不平衡电流引起母差保护误动。自提高110kV母差保护制动系数后，保护装置运行正常，没有再发生类似的事故。（2）利用CT饱和时差动保

8、护动作时间滞后于故障发生时刻的特点来处理这一问题。即先判断故障的发生时刻，若此时差动保护不动即判为母线外部故障，闭锁差动保护一周，然后利用波形识别法来开放差动保护，以便在母线区外转区内故障时，差动保护能动作。（3）选择适当类型和参数的