电流回路异常导致的保护误动分析

谢昊天

(江苏省电力公司检修分公司，江苏 南京 211102)

0 引言

电网继电保护系统根据所采集的电流、电压等现场运行数据进行分析判断，准确识别故障并快速切除。下面讨论以下两起案例：九墩变九平4E71开关跳闸、220 kV正母母差保护动作跳闸事故；500 kV堡双5233线跳闸事故。两起事故案例均由保护交流二次电流回路异常引起。分析两起事故的原因，可为后续相关检修工作的开展提供现场预控措施。

1 事故1

事故前九墩变220 kV部分运行状态，如图1所示。

图1 事故前九墩变220 kV部分运行状态

事故前运行状态：九墩变正常运行方式，220 kV九平4E71开关、1号主变2601开关运行于220 kV正母线，姚九2640开关运行于220 kV副母线，1号主变801开关运行于110 kV 1号母线，备自投作用于1号主变801开关、湖九8X0开关、110 kV母联810开关。

2017-12-24T12：21，220 kV九平4E71开关三相跳闸、220 kV正母母差保护动作跳闸；2601，2610，4E71，801开关跳闸，湖九8X0合闸(110 kV备自投开关)。现场检查一二次设备：

九平4E71线路，803保护启动未出口、303分相电流差动保护动作、闭锁重合闸(因母差动作)，故障相别：C相，故障电流0.00 A (二次电流)零序故障电流0.1 A (二次电流、一次电流250 A)最大差动电流1.5 A (二次电流、一次电流3 750 A)测距：4.09 km。

220 kV第一套母差保护启动未出口，220 kV第二套母差保护出口，故障信息C相，A相差流0.00 A、B相差流0.001 A (二次电流、一次电流2.5 A) C相差流1.012 A (二次电流、一次电流2 530 A)差动电流定值0.72 A (二次电流、一次电流1 800 A) 1母差故障信息C相，以上流变变比2 500/1。现场人员现场检查九平4E71及220 kV正母间隔所有设备外观未发现异常，值班员调取事故报告，分别汇报。

故障原因分析：经后续检查，如图2所示，4E71开关第二套合并装置故障，C相电流采集异常，该错误数据传输至4E71第二套保护及220 kV第二套母差保护。4E71线路为九墩至平墩的联络线，负荷较低，正常运行时负荷电流在6 A左右。如图3，该事故发生时，平竹变XXXX线路发生C相单相接地事故，系统故障电流经九平4E71线路流向故障点，实际故障点在九平4E71线路及九墩变220 kV正母范围外，保护不应动作。但是在母差保护逻辑运算中：

图3 故障时的状态及故障电流流向

其中I2E47应该作为故障电流参与运算，但是由于4E71开关第二套合并装置故障，I2E47作为异常数据参与运算，导致了C相出现了差流，且母差动作时限较短，导致第二套母差动作出口，同理，第二套线路保护同样动作出口。

2 事故2

事故前运行状态：500 kV双泗变：第一串，5011，5012开关检修状态，1号主变检修状态，5013开关运行带堡双5233线；第二串、第三串、第四串、第五串、第六串全接线运行。

2016-10-23T14：52，500 kV双 泗 变5013开关跳闸，500 kV三堡变5051，5052开关跳闸，500 kV堡双5233线失电。双泗变现场立即叫停工作，进行一二次设备检查。500 kV双泗变1号主变第一套、第二套差动保护动作；1号主变/堡双5012开关失灵保护动作，沟通三跳。500 kV三堡变堡双5233线远方跳闸就地判别装置动作出口。500 kV双泗变1号主变外观检查正常，5013开关跳闸；500 kV三堡变5051，5052开关跳闸。

故障原因分析：二次专业及运维专业人员在制定安措方案时，考虑到主变处于检修状态，加上本次工作内容没有涉及到保护定校及其他相关二次工作，主观认为只要将5012流变到5233线路保护的电流回路短接退出，而主变差动保护电流及失灵回路无须退出，因此，造成“主变差动保护电流回路及失灵回路退出”未列入安措范围。

如图4所示，电气试验人员在进行5012流变预试试验时，短接B相二次绕组并接地，导致5012流变B相二次电流回路存在两点接地(另一点在保护小室保护屏内)，两接地点间存在电位差，从而产生电流，该电流造成主变差动回路出现差流，引起差动保护动作，并导致5012开关保护失灵判别满足条件(启动失灵、电流判别)，动作出口，跳开5013开关，同时远跳三堡侧开关。

图4 故障时电流接线

3 事故总结及防控措施

上述两起事故都是由于交流电流回路异常导致的保护越级动作，对于220 kV及以上电压等级的设备，其主保护均为差动类型的保护，因此对于交流电流异常改外敏感。

对于第一起事故，由于合并单元故障，4E71开关C相电流长期为0，系统并未有任何告警及提示，建议后期在后台系统中增加合闸开关三相不平衡或某一相长期不变动的告警信息，在操作及巡视时能对值班员及监控员有警示作用。同时应注意，在智能变电站交流电压、电流回路检修或合并单元检修时，如果一次设备运行应将对应的线路、母线、主变保护改接信号，防止误动作；对于停役设备，必须退出相关母线、主变保护的该开关SV软压板，防止相关异常SV信号导致保护误动，同时必须将检修的合并单元的检修压板投入。

对于第二起事故，暴露出以下几点问题：

(1) 运维安措执行不到位，500 kV双泗变5011，5012开关转检修后，开关失灵保护出口压板未按检修公司规定要求退出。

(2) 检修作业二次安措执行不到位，5012流变二次电流回路(1号主变两套差动保护、开关失灵保护)未按检修公司规定要求完全退出。

(3) 二次人员专业技能不高，安全意识不强。对流变试验在电流回路产生的安全风险没有辨识出来，对二次安措的正确完备性要求认识不足。

针对上述问题，变电运维人员应加强工作票管理，强化工作票签发、审核、许可等环节执行力度，在做到应退尽退，确保安措完整性。同时对于一次设备停电，在一次设备作业相关的电流回路安措执行时应用检测合格的钳表在相应CT端子箱(汇控柜)测量，确认无二次电流后，只断开不短接，尽量避免在CT端子箱(汇控柜)将CT二次绕组短路接地，若工作确需，应核实电流走向，严防短接位置不准确、短接不可靠导致误短接、短接线脱落，造成电流回路两点接地。