摘要 通過對一起母差保護動作情況的分析，探討了中阻抗母差保護在整流回路二極管損壞（反向導通）情況下對保護制動特性的影響，并提出了相應的防誤動措施。
關鍵詞 中阻抗 母差 保護 誤動
廣東電力系統在上世紀80年代末至90年代中期，大量應用了中阻抗母差保護取代比相式的電磁型母差保護。隨著時間的推移，由于元器件的老化損壞，該類型保護相繼出現了一些缺陷，尤其以整流回路二極管損壞造成保護制動特性失效，區(qū)外故障引起保護誤動最為典型。
1事件經過
2003-12-19T09：28：56，220kV某變電站110kV AG線1132開關保護跳閘，10：24：38，在強送該站AG線1132開關時，手合后加速保護動作，同時該站110kV母線Ⅰ、Ⅱ段差動保護動作，跳開該站110kVⅠ、Ⅱ母線上所有開關和母聯1012開關，造成110kV10余個變電站失壓。
2事后檢查情況
2.1一次設備檢查情況
經組織查線發(fā)現110kV AG線N17，18，19桿拉線被盜后引起此3座水泥桿倒桿。
2.2繼電保護設備檢查情況
（1）220 kV該站110 kV母線保護動作信號：110 kV母聯1012開關控制屏發(fā)“母差屏直流電源消失、Ⅰ母差動作、Ⅱ母差動作、電壓斷線”光字牌；110KV母差保護屏“Ⅰ母差動作、Ⅱ母差動作、Ⅰ母復歸延時、Ⅱ母復歸延時，2號穩(wěn)壓、110 kV電壓回路斷線”燈亮。故障錄波成功。
（2）檢查保護裝置二次接線，保護端子排、裝置背板二次線排列整齊、接線正確，無螺絲、線頭松動現象。檢查CT接線，核對CT變比接線均正確。
（3）檢查裝置切換繼電器的接點，裝置刀閘位置切換和現場運行位置一致。檢查交流斷線監(jiān)視回路正常。
（4）檢查所有回路的差動繼電器和起動繼電器的動作值均在（0.4～0.5）Ie之間，滿足裝置整定值（0.4～0.6）Ie的要求。且裝置動作時信號及差流檢測正常。
（5）按廠家介紹試驗方法檢測裝置整流回路，發(fā)現有部分整流二極管正向、反向均導通，且對各間隔的整流二極管用250V兆歐表檢測時，正、反向電阻為0，而正常的整流二極管在正向時應為0，反向時為無窮大。進一步用萬用表對整流二極管進行電阻測量發(fā)現母聯、AF線、AK線3個間隔整流的2個二極管已完全導通。正向、反向電阻測量值均趨于0。
（6）對有整流二極管完全導通的整流橋插件進行制動特性試驗，測得的制動系數幾乎為0，說明對于含有損壞整流二極管整流回路，保護已經不具備制動特性。
（7）分析故障錄波圖，AG線三相故障時短路一次電流約為17000A，按CT10％誤差計算，故障時不平衡電流已超過110kV母線保護差動動作整定值。加之110kV母聯、1，2，3，4號主變中故障電流含有較大的非周期分量、電流波形明顯偏向時間軸的一側，此非周期分量在經電流互感器轉變時，在電磁暫態(tài)過程中，使一次電流不能真實地轉變到二次回路，從而增加了故障時的不平衡電流。
（8）保護裝置在定檢有效期內。
3保護誤動原因簡要分析及結論
綜上所述，此次母差保護誤動的直接原因是：Ⅰ、Ⅱ母差動保護的整流回路的整流二極管出現成串損壞（反向導通），導致制動電壓接近于0，從而使保護制動特性失效，在母線區(qū)外故障時不平衡電流超過動作值，造成Ⅰ、Ⅱ母差動保護發(fā)生誤動作。
間接原因是：廠家的調試大綱對二極管損壞造成裝置在外部故障時失去制動而誤動未充分重視，因此在調試大綱中沒有要求在定檢時對二極管的檢查及制動特性的檢查，使裝置的隱患未能及時發(fā)現，從而對該裝置定檢時得出錯誤的合格結論。
4反措及整改措施
事件發(fā)生后，立即對電網運行中的10套相同原理的母差保護進行了針對整流回路二極管的專項檢查，并制定了相應的反措及整改措施。
（1）利用廠家提供的備件更換所有特性變差的二極管，并對母差保護Ⅰ、Ⅱ母差動保護制動特性進行檢查。同時對更換二極管后的母差保護，分別從每一個間隔A、B、C三相加電流檢查保護動作值各保護有關制動系數和動作值，以保證每套母差保護裝置的制動系數均在0.75左右，達到正常值標準。
（2）由于此種保護為晶體管保護，保護元件組合較多，且裝置元件在運行中無自檢功能，不能及時發(fā)現裝置元件的損壞情況，在沿海氣候條件及在各種故障類型的短路電流沖擊下，裝置的元器件隨時會損壞。為此，計劃在2004－2005年逐步更換為具有較強自檢功能的微機型母差保護。
（3）將整流二極管反向截止特性、正向導通特性試驗，保護的制動特性和動作特性試驗納入每年的中阻母差定期部檢項目中，同時在檢修ABC文檔中補充相應程序和內容，以指導今后的現場檢驗工作，避免發(fā)生類似的問題。
（4）加強繼電保護人員的技術培訓力度，加深對中阻抗型母差保護原理的認識，避免人為因素導致定檢質量下降事件的發(fā)生，并進一步加強對包括母差保護在內的二次設備的技術管理工作，從制度上保證二次設備的運行維護水平。
（5）切實加強電力生產安全管理。首先，從電網結構上加大改造力度，從保電網的目的出發(fā)，認真研究如何優(yōu)化電網結構。其次，在增強電網結構的同時，合理安排電網運行方式，避免一個220kV樞紐站單獨向過多的110kV變電站供電，并做好各種運行方式下的事故預想，合理安排考慮各變電站之間的轉供，使得各站在事故情況下相互支援。第三，必須對繼電保護按規(guī)定周期全部定檢，特別要保證母差等保護能正確無誤地動作；規(guī)劃、選擇和安裝好安全自動裝置，并確保其完整、完好，準確動作；制定系統穩(wěn)定破壞、電網崩潰的反措方案；切實把住確保電網安全穩(wěn)定運行的三道防線。第四，加強輸電線路巡視，加大電力設施保護宣傳和打擊盜竊破壞電力設施犯罪行為的力度，加強與當地政府和公安部門通與聯系，警電聯合，建立打擊破壞電力設施的長效機制。
關鍵詞 中阻抗 母差 保護 誤動
廣東電力系統在上世紀80年代末至90年代中期，大量應用了中阻抗母差保護取代比相式的電磁型母差保護。隨著時間的推移，由于元器件的老化損壞，該類型保護相繼出現了一些缺陷，尤其以整流回路二極管損壞造成保護制動特性失效，區(qū)外故障引起保護誤動最為典型。
1事件經過
2003-12-19T09：28：56，220kV某變電站110kV AG線1132開關保護跳閘，10：24：38，在強送該站AG線1132開關時，手合后加速保護動作，同時該站110kV母線Ⅰ、Ⅱ段差動保護動作，跳開該站110kVⅠ、Ⅱ母線上所有開關和母聯1012開關，造成110kV10余個變電站失壓。
2事后檢查情況
2.1一次設備檢查情況
經組織查線發(fā)現110kV AG線N17，18，19桿拉線被盜后引起此3座水泥桿倒桿。
2.2繼電保護設備檢查情況
（1）220 kV該站110 kV母線保護動作信號：110 kV母聯1012開關控制屏發(fā)“母差屏直流電源消失、Ⅰ母差動作、Ⅱ母差動作、電壓斷線”光字牌；110KV母差保護屏“Ⅰ母差動作、Ⅱ母差動作、Ⅰ母復歸延時、Ⅱ母復歸延時，2號穩(wěn)壓、110 kV電壓回路斷線”燈亮。故障錄波成功。
（2）檢查保護裝置二次接線，保護端子排、裝置背板二次線排列整齊、接線正確，無螺絲、線頭松動現象。檢查CT接線，核對CT變比接線均正確。
（3）檢查裝置切換繼電器的接點，裝置刀閘位置切換和現場運行位置一致。檢查交流斷線監(jiān)視回路正常。
（4）檢查所有回路的差動繼電器和起動繼電器的動作值均在（0.4～0.5）Ie之間，滿足裝置整定值（0.4～0.6）Ie的要求。且裝置動作時信號及差流檢測正常。
（5）按廠家介紹試驗方法檢測裝置整流回路，發(fā)現有部分整流二極管正向、反向均導通，且對各間隔的整流二極管用250V兆歐表檢測時，正、反向電阻為0，而正常的整流二極管在正向時應為0，反向時為無窮大。進一步用萬用表對整流二極管進行電阻測量發(fā)現母聯、AF線、AK線3個間隔整流的2個二極管已完全導通。正向、反向電阻測量值均趨于0。
（6）對有整流二極管完全導通的整流橋插件進行制動特性試驗，測得的制動系數幾乎為0，說明對于含有損壞整流二極管整流回路，保護已經不具備制動特性。
（7）分析故障錄波圖，AG線三相故障時短路一次電流約為17000A，按CT10％誤差計算，故障時不平衡電流已超過110kV母線保護差動動作整定值。加之110kV母聯、1，2，3，4號主變中故障電流含有較大的非周期分量、電流波形明顯偏向時間軸的一側，此非周期分量在經電流互感器轉變時，在電磁暫態(tài)過程中，使一次電流不能真實地轉變到二次回路，從而增加了故障時的不平衡電流。
（8）保護裝置在定檢有效期內。
3保護誤動原因簡要分析及結論
綜上所述，此次母差保護誤動的直接原因是：Ⅰ、Ⅱ母差動保護的整流回路的整流二極管出現成串損壞（反向導通），導致制動電壓接近于0，從而使保護制動特性失效，在母線區(qū)外故障時不平衡電流超過動作值，造成Ⅰ、Ⅱ母差動保護發(fā)生誤動作。
間接原因是：廠家的調試大綱對二極管損壞造成裝置在外部故障時失去制動而誤動未充分重視，因此在調試大綱中沒有要求在定檢時對二極管的檢查及制動特性的檢查，使裝置的隱患未能及時發(fā)現，從而對該裝置定檢時得出錯誤的合格結論。
4反措及整改措施
事件發(fā)生后，立即對電網運行中的10套相同原理的母差保護進行了針對整流回路二極管的專項檢查，并制定了相應的反措及整改措施。
（1）利用廠家提供的備件更換所有特性變差的二極管，并對母差保護Ⅰ、Ⅱ母差動保護制動特性進行檢查。同時對更換二極管后的母差保護，分別從每一個間隔A、B、C三相加電流檢查保護動作值各保護有關制動系數和動作值，以保證每套母差保護裝置的制動系數均在0.75左右，達到正常值標準。
（2）由于此種保護為晶體管保護，保護元件組合較多，且裝置元件在運行中無自檢功能，不能及時發(fā)現裝置元件的損壞情況，在沿海氣候條件及在各種故障類型的短路電流沖擊下，裝置的元器件隨時會損壞。為此，計劃在2004－2005年逐步更換為具有較強自檢功能的微機型母差保護。
（3）將整流二極管反向截止特性、正向導通特性試驗，保護的制動特性和動作特性試驗納入每年的中阻母差定期部檢項目中，同時在檢修ABC文檔中補充相應程序和內容，以指導今后的現場檢驗工作，避免發(fā)生類似的問題。
（4）加強繼電保護人員的技術培訓力度，加深對中阻抗型母差保護原理的認識，避免人為因素導致定檢質量下降事件的發(fā)生，并進一步加強對包括母差保護在內的二次設備的技術管理工作，從制度上保證二次設備的運行維護水平。
（5）切實加強電力生產安全管理。首先，從電網結構上加大改造力度，從保電網的目的出發(fā)，認真研究如何優(yōu)化電網結構。其次，在增強電網結構的同時，合理安排電網運行方式，避免一個220kV樞紐站單獨向過多的110kV變電站供電，并做好各種運行方式下的事故預想，合理安排考慮各變電站之間的轉供，使得各站在事故情況下相互支援。第三，必須對繼電保護按規(guī)定周期全部定檢，特別要保證母差等保護能正確無誤地動作；規(guī)劃、選擇和安裝好安全自動裝置，并確保其完整、完好，準確動作；制定系統穩(wěn)定破壞、電網崩潰的反措方案；切實把住確保電網安全穩(wěn)定運行的三道防線。第四，加強輸電線路巡視，加大電力設施保護宣傳和打擊盜竊破壞電力設施犯罪行為的力度，加強與當地政府和公安部門通與聯系，警電聯合，建立打擊破壞電力設施的長效機制。
環(huán)保知識
職業(yè)衛(wèi)生