距离保护不正确动作案例分析

宋娜+刘汝明

（国网山东省电力公司检修公司 山东 济南 250021）

摘 要：随着继电保护技术的不断发展，超高压电网线路保护一般按照双重化原则配置，其中两套主保护一般为纵联距离加纵联差动保护。这种配置方式经过十余年的检验，被证明是有效的。但在实际运行过程中，由于电压回路多点接地问题的存在或功率倒向的存在，往往会导致纵联距离保护不正确动作。特别是运行时间较长或经历改造比较多的变电站，纵联距离保护不正确动作的几率明显增大。

近年来，超高压电网高速发展，电网结构逐步加强。继电保护对电网的安全稳定发挥着重要的作用。特别是超高压电网的继电保护一旦发生误动或拒动，容易导致较大影响的电网事故，因而超高压电网对继电保护的要求越来越高。继电保护经过多年的发展，无论从原理还是硬件上都比较成熟，理论上可靠性可满足100%的要求。但由于实际运行中方式及回路存在这样或那样的问题，可能导致纵联距离保护不正确动作。本文将通过三个典型的故障实例阐明影响纵联距离保护正确动作的几个主要因素。

1、电压回路异常导致的纵联距离保护拒动

1.1故障描述

某条500kV线路，配置南瑞继保公司的RCS-931AM保护及国电南自的PSL-602GD保护。2013年8月17日，该条线路发生单相接地故障3次，RCS-931AM纵联差动保护正确动作，PSL-602GD保护的纵联距离保护均未动作。

1.2 故障现象初步分析

此线路一侧为500kV变电站，另一侧为发电厂。通过对变电站侧的保护动作报告的分析，

发现PSL-602GD保护启动正常，发允许信号正常，距离及零序Ⅰ段正确动作。主保护由于未收到对侧PSL-602GD的发来的允许信号而未动作。初步判断发电厂侧的PSL-602GD主保护为正确动作。

1.3故障原因分析

现场对发电厂侧PSL-602GD保护装置采集故障时刻的电压量进行分析，发现电压量含有三次谐波分量，造成线路正向故障时，零序电压的方向与实际相反，零序功率方向判断为反方向故障，装置闭锁启动发信，PSL-602GD保护不能动作跳闸。

产生三次谐波的原因分析主要有三个方面：

一是二次电压回路中性点N接地点接地不良或多点接地，当线路发生故障时，二次中性点N上产生偏移和干扰电压；

二是CVT一次系统接地不良，线路发生故障时，穿越到二次侧产生三次谐波和干扰；

三是PSL-602GD保护装置电压采样谐波分析存在问题。

1.4检查处理情况

1.4.1对PSL-602GD保护装置进行现场测试未发现异常。在生产厂家对PSL-602GD保护装置进行模拟当时的故障波形回放，保护装置的动作行为与现场一致。

1.4.2对二次电压中性点N接地点接地情况进行的全部检查：CVT二次中性点N接地点接地良好；检查发现500KV**线路CVT二次保护、测量、开口三角电压及同期电压回路N除在网控室一点接地外，线路同期电压与母线和发电机同期电压回路N在升压站侧另有一点接地。将线路同期电压回路N从线路PT二次N点分开接地。

1.4.3对500KV**线路CVT一、二次的接地情况进行全面检查，发现B相CVT电容器低压端接地间隙烧熔。由于不再使用载波设备将线路CVT三相电容器低压端接地端放电间隙直接短接接地。

1.5结论

从现场检查分析的情况看来，造成PSL-602GD保护装置未动作的主要原因：一是CVT一次系统接地不良，线路发生故障时，穿越到二次侧产生三次谐波，造成保护装置零序功率方向判断反向。由于现场无法模拟一次系统瞬时故障现象，不能得到验证；二是CVT二次N接地点有两个，当线路发生故障时，在N上产生干扰电压，造成PSL-602GD保护装置零序判断为反方向。导致保护不能正确发信，纵联距离保护拒动。

2、功率倒向导致的纵联距离保护拒动

2.1故障描述

某条500kV线路，配置南瑞继保公司的RCS-931AM保护及北京四方的CSC-101D保护。2013年2月13日，因雪雾天气，故障前区外故障，其后本线路刀闸B相闪络，RCS-931AM纵联差动保护正确动作，CSC-101D纵联距离保护未动作。

2.2原因分析

通过对保护故障录波分析可看出，故障前存在区外故障，其后本线路出口处故障，故障在20ms左右便被切除。CSC-101D保护当功率倒向时有40ms的确认时间，然后主保护才会动作，而本次故障由于在出口处，故障时间尚未达到40ms，因而纵联距离保护未动作。

3、通道异常导致的纵联距离保护拒动误动

3.1故障描述

220kV某线路配置南瑞继保公司的RCS-931AM保护及南瑞继保公司的RCS-902A保护。2013年6月18日，线路区外正方向发生A相瞬时故障，线路高频距离保护误跳闸，重合成功。示意图如图1所示：

3.2原因分析

由于A相故障位于乙站侧正方向，乙站侧RCS-902A纵联距离和纵联零序均判为正方向，故乙站侧RCS-902A收信满8ms后停信，并于21ms，收不到闭锁信号，经过8ms左右的纵联保护出口确认时间纵联距离和纵联零序保护动作出口。A相故障位于甲站侧反方向，甲站侧RCS-902A未判为正方向，始终发信。从装置打印两侧收发信信号图可以看到，乙站侧RCS-902A由于未收到甲站侧闭锁信号，导致纵联保护区外故障动作。而甲站侧RCS-902A确实持续发信，同时甲站侧RCS-902A未持续收到本侧收发信机的自发自收信号，收信出现46ms缺口（65ms-19ms）。從上述现象可以判断为甲站侧专用收发信机LFX-912发信信号未发出，导致乙站侧RCS-902A区外故障误动。

3.3检查处理

故障出现后，保护人员，在现场对收发信机进行大量的测试和检查，未发现收发信机异常情况。取甲站侧录波器部分数据如图2所示：

数据分别为甲站I母A相电压，I母零序电压， 线路L2 A相电流以及线路L2 高频信号电平。

从系统电压变化和高频信号电平录波可以看到，故障发生之前，高频通道上已经出现了干扰。故障时以及以后的一段时间，甲站侧高频信号电平确实存在异常。

取乙站侧录波器部分数据如图3所示：

数据分别为母线A相电压和母线零序电压。从系统电压变化可以看到，故障发生前系统确实出现过干扰，与甲站侧发生时间可对应。

结合故障前系统曾出现干扰的情况，考虑是某种干扰源导致甲站侧收发信机发信出现异常。

3.4结论

本次故障中，系统故障之前以及故障之时，均出现了干扰信号。由于甲站侧专用收发信机LFX-912电源插件电源端口的Y电容CY3失效，导致收发信机抗干扰能力下降，甲站侧收发信机发信信号出现缺口，致使乙站侧RCS-902A纵联保护动作。

从上述三个典型故障实例可以看出纵联距离保护尽管在原理上非常成熟，但由于现实运行条件下各种异常情况的存在往往可能导致其不正确动作。特别是二次电压回路多点接地问题在老旧变电站中普遍存在，而且发现之后很难整改。而采用高频通道的纵联距离保护受限于高频通道，往往很难充分发挥作用。