500KV线路高频闭锁式纵联保护误动分析

（潘英裕  庄泽宏  广东韶关供电分公司）

0   引言

2005年1月27日0：59，500KV线路曲北甲线曲江站侧主II闭锁式保护的高频负序保护动作，5012、5013 B相开关跳闸，重合成功。主I保护允许式有启动信号，没有保护动作。询问对侧，而对侧广州北郊站保护没有动作报文，线路开关正常运行。

分公司马上组织继保和通讯工作人员到达现场，对500KV曲北甲线开关保护跳闸进行分析，在这次故障中曲北甲线均无故障，属于区外故障误动跳闸。根据广东电网500KV系统稳定要求，线路单相瞬时性故障应重合一次，因此重合闸的正确动作，避免一起由于保护不正确动作而影响系统安全稳定运行的异常。
本文结合这起事故的查找，对保护装置、复用载波机的运行、及事故分析等几方面进行分析。

1、原因分析：

该站500KV侧的一次接线如下图，曲江站500KV曲北甲线保护配置为：CSL102A（主Ⅰ，允许式）、CSL101A（主Ⅱ，闭锁式）、CSL101A（后备保护），复用通道载波机为许昌西门子生产的2000装置。在本次开关跳闸后，继保人员根据本侧故障录波器报告及线路两侧保护动作情况进行综合分析，线路区内并未发生故障，本侧主Ⅱ保护属误动出口。

首先我们分析了该站侧 CSL101A保护装置打印报告，事故总报告如下：
   GPI2TX         高频负序方向出口

从这份报告可看出，本侧主Ⅱ保护动作出口发出跳闸令跳开开关，但是对侧保护并未动作跳开关。于是我们对故障录波图进行对比分析。曲北甲线跳闸期间系统发生多次区外故障，从录波图记录发现每次区外故障保护装置均收到对侧发来的闭锁信号。其中第三次故障时收到的闭锁信号时间较长，为51ms，而曲北甲线主II保护为闭锁式保护，其高频保护的动作逻辑是：正方向侧保护判出正方向时间约为18ms，需继续判18ms内无对侧闭锁信号后才能出口跳闸，即需约36ms才能出口。反方向侧保护判出反方向的速度较快，时间约为11～13ms。根据该保护以往的保护跳闸报告显示，保护动作时间均在37ms左右，如54ms才收到闭锁信号必将造成保护误动。除第三次故障收到闭锁信号时间较长外，其余几次故障收到闭锁信号的时间均不大于34ms，即正方向元件动作后在16ms之内就收到了对侧的闭锁信号，故保护可靠不动作。下表为区外故障时，录波图录到保护收发信的动作情况如下：

事故发生后，通讯部人员对曲北甲线载波机通讯数据进行检查，检查结果载波机发信情况与录波图纪录一致，每次收到对侧信号时均能及时转发至保护装置。综合几次故障录波图分析，曲北甲线载波机均在正常工作状态，造成曲北甲线保护动作的可能原因是第三次故障时保护没有及时收到对侧发来的闭锁信号。

 2、现场相关试验：

2.1重动继电器的动作时间测试：在主II保护退出运行的情况下，将保护收信的重动继电器接点引至录波器中，使录波器分别记录载波机输出的闭锁信号和保护屏内重动继电器输出的闭锁信号，测试重动继电器的动作时间，测试过程如下：（1）退出曲北甲线曲江站、北郊站两侧主II保护压板。（曲江站侧主II 保护压板目前仍在退出状态）。（2）曲江站：在主II保护屏将保护收信的重动继电器接点ZJ1-1，通过临时跳线接入录波器的备用开入端子。（3）北郊站：使曲北甲线主II保护发出闭锁信号。（4）曲江站：检查故障录波器对闭锁信号的录制质量。同时比较载波机输出闭锁信号时间与重动继电器动作时间，对试验结果进行分析，计算出重动继电器的动作时间。

结论：保护收信时间要比录波器收信时间延迟约2个毫秒。

2.2传输通道、重动继电器整组时间测试：（1）曲江站：在保护屏主II保护屏将保护收信的重动继电器接点ZJ1-1，解开5D17、5D19的连线，通过临时跳线接入保护发信端子。（2）北郊站：发一个信号后测试收信的时间，信号在通道来回的时间即为传输通道的2倍。
结论：载波机的收信的传输时间比较稳定，离散值不大。约为17毫秒。

曲北甲线保护、故障录波器收信回路图：

3、结论：

前一次故障后保护在没有整组复归前，又发生第二次故障，此时保护进入了震荡闭锁逻辑。V3.35F版本的高频负序保护不经阻抗闭锁，负序正方向元件动作则报高频负序停信，继续等待20ms内无对侧闭锁信号后则跳闸出口。厂家的技术人员提供的试验数据显示负序正方向元件最快动作时间为25ms， 而反方向元件动作时间可能最长要29ms（未包括继电器接点动作时间），现场通道测试结果表明通道传输时间最长为18ms左右。第三次故障时曲江侧保护收到闭锁命令的时间为54ms，因通道传输时间过长，以及保护进入震荡闭锁逻辑后负序正方向元件与负序反方向元件时间配合存在问题，使反方向负序方向元件发信较正方向元件出口时间慢，无法闭锁正方向保护的出口，最后造成主Ⅱ保护高频负序方向出口跳闸。

通过以上保护、载波机的分析：500KV线路保护装置制造厂家在设计、调试上，应该考虑上述的问题，（1）CSL101保护装置的复用载波高频闭锁式保护软件，通道确认时间由现有的20毫秒增加到25毫秒。（2）负序正方向元件要经阻抗闭锁。（3）在振荡闭锁逻辑中，增加正方向元件计算确认时间。（4）在复用载波通道定期检验及新投产验收检验时测试载波通道传输延时时，闭锁式应小于10毫秒。

同时要求保护厂家马上进行保护的程序升级，以保证设备的正常运行，维护电力系统安全稳定运行。