110kV线路差动保护异常分析及故障排除
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摘 要：山东华聚能源公司济东新村电厂进行110kV线路综自改造，电厂与济宁二号煤矿110kV变电所之间的110kV线路装设有光纤电流差动全线速动保护，该保护有差动保护、距离保护、零序保护等功能。设备投用后出现差动保护异常，本文对差动保护装置的原理、二次回路、互感器原理等方面做细致分析，得出二次接线部分造成差动保护异常的根本原因，从生产运行方面进行排除故障。
关键词：110kV线路；差动保护；向量
引言
供电系统保护选择性不好的问题通过光纤纵联差动保护能很好地解决，国内高压及超高压电力系统的线路保护广泛应用，所以它是电厂、变电站的110kV电力线路主保护的主要选择。济东新村电厂与济宁二号煤矿110kV变电所之间的110kV线路保护装置具备光纤电流差动全线速动保护，该保护具有分相电流差动、相间、接地距离保护、零序保护等功能。该保护具备分相电流差动、相间、接地距离保护、零序保护等功能。差动保护是利用基尔霍夫的ΣI=0电流定理工作的，光纤分相电流差动保护借助于线路的光纤通道，实时向对侧传递采样数据，同时接收对侧的采样数据，按相进行差动电流计算。在正常运行及区外故障情况下，流过两侧断路器的电流方向相反、大小相等，差动电流为零，保护不动作；区内故障时，两侧的断路器都向故障点提供短路电流，被保护线路的流进与流出电流不相等，差动电流不等于零，出现差动电流大于保护装置的整定值时，保护线路两侧的断路器跳开从而实现保护动作。
二、110kV线路差动原理及数据分析
差动保护装置采用南瑞RCS-943AU，其中电流差动继电器由三部分组成：变化量相差动继电器，稳态相差动继电器和零序差动继电器。
1、变化量相差动继电器
为工频变化量差动电流， 即为两侧电流变化量矢量和的幅值。
为工频变化量制动电流； 即为两侧电流变化量矢量差的幅值。
IH为“差动电流高定值”（整定值）和4倍实测电容电流的大值；实测电容电流由正常运行时的差流获得。
2、稳态Ⅰ段相差动继电器
动作方程：
为差动电流， 即为两侧电流矢量和的幅值； 为制动电流； 即为两侧电流矢量差的幅值；
IH定义同上。
3、稳态Ⅱ段相差动继电器
动作方程：
IL为“差动电流低定值”和 1.5 倍实测电容电流的大值；
定义同上。
稳态Ⅱ段相差动继电器经40ms延时动作。
4、零序差动继电器
对于经高过渡电阻的接地故障，零序差动继电器具有较高的灵敏度，其动作方程：
ICD0为零序差动电流， 即为两侧零序电流矢量和的幅值；
IR0为零序制动电流； 即为两侧零序电流矢量差的幅值； IQD0 为零序起动电流定值；
IL定义同上；
零序差动继电器经100ms延时动作。
综保装置RCS-943AU数据显示：
DSP采样值：Ua=Ub=Uc=60v，Ux=0v；本侧电流值Ia=Ib=Ic=0.74A，Io=0.01A，I2=0.00A；
对侧电流值Iar=Ibr=Icr=0.74A；差动电流值：Icda=0.01A，Icdb=1.32A，Icdc=1.34A；F=50Hz；
相角状态：Ia–Iar=180；Ib–Ibr=59；Ic–Icr=301；
数据表明系统存在以下两个问题：
1、B相、C相差动电流较大，而A相正常；
2、相角差三相不平衡。差动电流的整定值为5.4A，差动电流小于整定值，保护不动作，但设备状态存在隐患。
三、原因分析及故障排除
用本侧及对侧电流做向量图：
从相量图看本侧电流向量相序为正相序A→B→C，对侧电流向量相序为负相序A→B→C。
解决方案：将本侧或对侧的B相与C相对调。设备正在运行，将线路保护屏差动保护连接片解除，再用连接片将差动保护的CT的A、B、C、N相全部短接，用钳型电流表测量CT外引出线，确认A、B、C、N相无电流后，将CT外引出线B相与C相对调，对调完成压接好后，拆除连接片。
查看差动综保装置RCS-943AU数据显示：
差动电流值：Icda=0.01A，Icdb=0.01A，Icdc=0.01A；F=50.08Hz；
相角状态：Ia–Iar=180；Ib–Ibr=180；Ic–Icr=180；
以上数据显示正常，从而故障隐患彻底解除，随后将线路保护屏差动保护连接片恢复。
四、结束语：
本文通过分析差动原理及二次接线等，即两侧装置一侧作为参考端（控制字“主机方式”置“1”侧或纵联码大的一侧），另一侧作为同步端（控制字“主机方式”为“0”侧或纵联码小的一侧）。以同步方式交换两侧信息，参考端采样间隔固定，并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息。同步端随时调整采样间隔，如果满足同步条件，就向对侧传输三相电流采样值；否则，启动同步过程，直到满足同步条件为止。进行相位分析，查找出异常的原因即差动保护两侧电流相序相反，对运行设备进行了故障排除，从而使设备能够正常运行。
参考文献：
[1]《变电站综合自动化技术》中国电力出版社.
[2] 《南瑞RCS-943A U型输电线路成套保护装置技术说明书》.
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