一起交流濾波器小組差動保護(hù)動作原因分析

張 宇 陳培龍 程 果

（中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司天生橋局，貴州 黔西南562400）

1 故障概況

1．1 工程介紹

±500kV興仁換流站是中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司貴廣Ⅱ回直流輸電工程的起點(diǎn)站，位于貴州省興仁縣境內(nèi)，屬南方電網(wǎng)超高壓輸電公司天生橋局管轄。直流落點(diǎn)在深圳寶安換流站，輸電距離1 194．08km，輸送容量雙極3 000MW。站內(nèi)配置有10個小組的交流濾波器，小組保護(hù)功能通過SIMADYN D和CPR04繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)。

1．2 故障經(jīng)過

2015－06－09T17：19：38．945，交流站控自動跳開582開關(guān)，在582開關(guān)分閘過程中582交流濾波器小組差動保護(hù)動作跳閘。

故障過程主要SER信息如表1所示。

表1 故障過程主要SER信息

興仁換流站交流濾波器小組差動保護(hù)接線如圖1所示。

圖1 興仁換流站交流濾波器小組差動保護(hù)接線示意圖

1．3 檢修人員現(xiàn)場檢查情況

（1）檢修人員對582交流濾波器A相CT1和CT3以及其他一次設(shè)備進(jìn)行了檢查，外觀正常，未發(fā)現(xiàn)任何放電痕跡；對CT1和CT3本體二次端子箱進(jìn)行了檢查，二次端子接線正確，端子箱內(nèi)無異常。

（2）對C1電容器進(jìn)行了檢查和測試，C1電容器無放電痕跡；對C1電容器橋臂電容進(jìn)行了測試，C1電容器4個橋臂電容測試值均為1．6μF，橋臂平衡，無異常。

（3）對582開關(guān)A相回路電阻、并聯(lián)電容、動作時間進(jìn)行了測試，并與上次測試數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，數(shù)據(jù)正常，無明顯變化。

（4）對差動保護(hù)二次電流回路絕緣、電纜兩側(cè)鎧甲接地情況進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

（5）對SIMADYN D保護(hù)裝置差動功能進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)輸入1．05倍差動電流后，保護(hù)裝置可靠動作；輸入0．95倍差流，保護(hù)裝置可靠不動作，保護(hù)裝置差動功能正常。

1．4 檢查結(jié)果分析

通過對582交流濾波器一次設(shè)備和二次設(shè)備檢查情況和測試情況進(jìn)行分析，可以判斷差動保護(hù)動作時刻582交流濾波器一次設(shè)備和二次設(shè)備均正常運(yùn)行。

2 保護(hù)動作原因分析

2．1 保護(hù)原理

交流濾波器小組差動保護(hù)采集交流濾波器高端電流值（T1）和低端電流值（T3），兩者做差后取絕對值。當(dāng)差值的峰值達(dá)到118．1A時，經(jīng)零延時跳小組開關(guān)。

2．2 外部錄波波形分析

興仁換流站交流濾波器小組開關(guān)均配置了ABB公司生產(chǎn)的Switchsync F236選相合閘裝置，以降低斷路器在合閘操作過程中的過電流和過電壓。控制系統(tǒng)將分582開關(guān)命令下發(fā)到就地控制單元，就地控制單元再將分閘命令下發(fā)至選相合閘裝置。選相合閘裝置接收分閘命令后再將命令以A→B→C順序下發(fā)到開關(guān)分相操作箱，最終實(shí)現(xiàn)開關(guān)按照A→B→C三相順序依次分閘。

通過外部錄波波形可以明顯看出，T3電流在582跳開的瞬間，也就是距離錄波觸發(fā)47．03ms電流降為0，但T1電流的A、B相相對于T3電流分別延時13ms、6ms后才降為0（圖2）。在距離錄波啟動43．13ms時刻，T3的A相電流為0，但此刻T1的A相電流峰值為137A，大于差動保護(hù)動作門檻值118．1A，差動保護(hù)動作。

圖2 差動保護(hù)動作時刻T1和T3電流波形

仔細(xì)觀察T1波形不難看出，在582開關(guān)A、B相完成分閘后，T1電流A、B相近似正弦波形。通過錄波波形通道整合，將T1的B相和C相電流相加，與T1的A相電流進(jìn)行比較，將T1的A相和B相電流相加，與T1的C相電流進(jìn)行比較（圖3）。

從圖3可以得出，在582開關(guān)A相分閘前至A相分閘后7ms內(nèi)，在582開關(guān)B相分閘后至C相分閘前這6ms

圖3 T1電流對比

2．3 裝置內(nèi)部錄波波形分析

圖4 T1互感器二次電流回路示意圖

從SIMADYN D保護(hù)裝置內(nèi)部讀取了保護(hù)動作時刻觸發(fā)的錄波文件（TRACE）（圖5）。經(jīng)分析，582交流濾波器的T1、T3之間差流最大達(dá)到了16．988 2%，該差流超過差動保護(hù)門檻值16%（在保護(hù)程序內(nèi)部通過換算計(jì)算出的數(shù)值），差動保護(hù)動作。

3 保護(hù)動作行為評價

為了確定N線斷路是造成582交流濾波器在自動切除的過程中差動保護(hù)動作原因，現(xiàn)場進(jìn)行了在直流輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下劃開582交流濾波器小組保護(hù)高壓側(cè)CT（T1）線圈1二次回路N線后遠(yuǎn)方手跳開關(guān)試驗(yàn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，劃開N線后手動跳開582開關(guān)過程中差動保護(hù)能夠動作，且582分閘時刻T1、T3波形與之前一致。

依據(jù)上述分析結(jié)果可以得出結(jié)論，582交流濾波器小組差動保護(hù)動作系二次回路N線斷路造成的保護(hù)裝置誤動。由于檢修人員現(xiàn)場檢查過程中對電流二次回路的端子進(jìn)行了緊固，N線斷開點(diǎn)目前尚未查明。

4 結(jié)語

圖5 保護(hù)裝置內(nèi)部錄波圖

興仁換流站交流濾波器小組差動保護(hù)目前采用的是T1和T3差流瞬時值為判據(jù)且無延時出口的邏輯，導(dǎo)致該保護(hù)靈敏度過高，在N相出現(xiàn)松動或接觸不良時有可能會誤動。目前，國內(nèi)很多生產(chǎn)廠家的差動保護(hù)裝置均采用差流有效值為判據(jù)，且配有差流越限告警和根據(jù)差流大小調(diào)整出口延時的邏輯，這樣可以有效避免某些極端情況下保護(hù)裝置的誤動。針對此次差動保護(hù)誤動事件，建議相關(guān)人員可以與西門子廠家溝通修改目前興仁換流站交流濾波器小組差動保護(hù)邏輯。

［1］關(guān)立志，沃志民．一起220kV主變差動保護(hù)動作跳閘分析及保護(hù)動作行為評價［J］．內(nèi)蒙古石油化工，2005（11）：24－25．

［2］文繼鋒，陳松林，李海英，等．交流濾波器保護(hù)配置和實(shí)現(xiàn)［J］．電力系統(tǒng)自動化，2006，30（2）：109－112．

［3］柳明，張振華，趙艷茹．交流濾波器保護(hù)裝置誤動分析及其改進(jìn)［J］．南方電網(wǎng)技術(shù)，2012，6（3）：90－93．

［4］朱韜析，郭衛(wèi)明，何杰．南方電網(wǎng)直流輸電工程的交流濾波器保護(hù)［J］．電力建設(shè)，2011，32（1）：45－48．

［5］費(fèi)書東，王軍飛．選相合閘在高壓開關(guān)控制領(lǐng)域的應(yīng)用［J］．河南科技，2013（14）：136．