一次纵联电流差动保护误动研究和处理

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1、一次纵联电流差动保护误动研究和处理　　摘要：本文通过对一次差动保护误动实例的原因分析及处理过程，给出解决此类问题的方案。关键词：光纤差动保护电流互感器暂态特性稳态特性0引言近年来，光纤差动保护在35kV及以下的电压等级的短线路上大量应用，大大提高了保护动作的灵敏性和快速性。但是，由于互感器特性不一致的问题，往往会造成光差保护误动。1故障情况综述2012年6月8日12时33分，35kV某用户变电站通过301断路器对1号主变进行充电，合上301断路器后，220kV主网变电站388、35kV用户变电站321两侧光纤电流差动保护动作，38

2、8、321断路器跳闸。图1为系统接线图。35kV388-321、383-322为双回线，均采用国电南自股份有限公司生产的PSL646型光纤电流差动保护，保护装置版本号为：V1.75ACRC：F303，投产日期为2010年8月。7光纤电流差动保护灵敏度较高，通过比较线路两侧电流相量判断故障。当正常运行及区外故障时，差动电流值为0，保护不动作；当区内线路上发生故障时，差动电流值超过整定值时，保护将瞬时动作。正是因为这种保护特性，能很好的解决短线保护不好配合的问题，适用于短距离线路。但是，该保护对线路两侧的电流互感器特性要求比较高，当两

3、侧特性不一致时，容易发生误动。2故障原因分析保护动作后，保护人员立刻调取了线路两侧保护的故障录波图并进行了分析。故障录波图如下：从图2、图3可以看出，故障发生时，两侧保护的电流均明显增大，且相位相反。初步判断为：①此电流为主变充电时的励磁电流，在线路差动保护区外。②两侧电流相位相反，证明电流互感器极性相反，符合保护要求。③两侧电流波形的最大值大致一致，具体的差流及制动电流情况需要进一步比对。接下来，通过专用的图形分析软件将两侧的电流波形进行了比对，为了比较方便，将321电流相位反转180度。同步后的电流、电压波形如下：7从图4波形

4、上看：起初约40ms内，321开关的电压是没有的；在合上321开关之后，321电流、电压同时给上，388电流、321电流（图中为180度反相电流）第一个波峰能完全传变，第二个波峰时321侧的电流互感器出现了暂态饱和，第三个波峰饱和程度最为严重。一般说来电流互感器的饱和分为稳态饱和和暂态饱和，稳态饱和的产生原因是大容量稳态对称电流引起的饱和，暂态饱和的产生原因是短路电流中含有非周期分量和铁芯存在剩磁而引起的饱和。本案例由于在第一个波峰未饱和，在第二个波峰出现了电流波形的缺失，推断是由于剩磁原因导致了互感器饱和，故属于暂态饱和。通过以

5、上的波形图可以清楚的看到，由于用户侧321断路器电流互感器出现了暂态饱和导致了差流的产生。根据动作方程可以计算出具体的差动电流和制动电流的数值。PSL646的动作方程：？撞IM+？撞IN>ICD（1）？撞IM+？撞IN>K1？撞IM-？撞IN（2）？撞IM+？撞IN>Iint时？撞IM+？撞IN>K2？撞IM-？撞IN（3）式（2）是主判据，M和N表示线路的两侧K1=0.5，K2=0.7为比例制动系数，ICD差动动作电流门槛，IINT为拐点电流，值为4倍额定电流。通过数学工具计算出三相的差动电流和制动电流，形成了差动和制动电流波形

6、图。差动电流及制动电流的波形如图5：7■图5差动电流及制动电流从波形可知：在合上321开关（40ms）之后的15ms左右，差动电流较小；而在坐标轴75ms处，差动电流变大，制动电流变小，满足差动动作条件，这与上面两侧A相电流的波形吻合。事实上从原始波形来看，388开关也是在约75ms时，保护启动。综合以上分析，可以得出以下判断，由于由于线路的电流互感器特性不同，导致在传变区外励磁电流时，两侧的电流大小不同，从而产生差流，使得差动保护误动。3原因分析及整改过程至此，本次保护误动的原因基本查明。由于差动保护两侧的电流互感器暂态特性的不

7、同，当其中一侧因为主变充电产生励磁电流时，两侧传变的电流不同，当达到差动保护的动作条件时，引起了保护的误动。接下来，我们对线路两侧的电流互感器的参数进行了调查，情况如下：我们发现两侧的电流互感器参数和负载确实存在区别，于是认定：两侧电流互感器型号及二次负载不同是造成保护误动的主要原因。于是采取了两方面的措施：①更换线路两侧电流互感器为同厂家、同型号产品。②建议厂家对软件修改，差动保护增加延时，希望靠短延时躲过最大不平衡电流。7整改过程进展的很顺利，一方面用户重新订购了质量合格的电流互感器，一方面保护厂家也对差动程序进行了修改。所有

8、工作完成之后，我们再次进行了冲击主变的试验。为了可靠起见，差动的延时整定为100ms。第一次冲击主变取得了成功，但是第二次，差动保护再次动作。分析两侧录波图，结论同整改前的波形基本一致。本次试验得出以下结论：①更换后的电流互感器暂态特性没有得到根本