500kV线路电流回路中性线开路对差动保护的影响

500kV线路电流回路中性线开路对差动保护的影响

某变电站一条500kV线路发生近距离单相接地故障，重合闸动作，重合不成功，故障测距15.28km，线路全长146km。同时另一条相邻500kV线路因TA中性线开路而引起电流回路波形产生严重畸变，导致线路差动保护区外保护误动作。事故分析说明，应提高保护人员对电流、电压回路中性线重要性的认识，加强二次回路的检查，保证500kV电网的安全。

标签：中性线 差动保护 500kV线路 保护误动 二次回路

一、故障情况分析

2010年12月29日，天气阴、大风。10时44分18秒，某变电站500kV线路 I 发生C相单相接地故障，两套主保护P544、RCS931纵联电流差动保护动作跳闸，重合闸动作，重合成功，3秒后，线路C相再次故障，重合闸动作，重合不成功，断路器三跳。故障测距15.282km。同时另一条相邻500kV II线CSC-103AC纵联电流差动保护A相差动保护动作出口， A相跳闸，重合闸动作重合成功。CSC103AC纵联电流差动保护测距828km，故障录波器无故障测距。但对侧重合闸未动作。经检查500kV I线路C相有永久接地故障，保护正常动作，II线路无故障，保护误动。

二、保护误动现场检查情况

1.CT二次回路配置

500kV II线本侧CSC-103AC纵联电流差动保护所用电流二次回路为从CSC103AC纵联电流差动保护串接到故障录波器最后至行波测距装置，如图：

2.CT二次回路检查

现场检查发现使用在中性点芯线N434在行波测距屏处开路，在行波测距装置D3：4端子排上外部进线N434接装置D2-8内部配线，但实际装置端子排内部却没有压接D2-8内部配线，进线N434悬空，中性点电流二次回路开路，其他电流二次接线未见异常。

三、保护误动原因分析

1.两侧保护录波情况：

1.1本侧

1.2对侧

2.500kV II线本侧CSC103A差动保护动作、对侧未动作原因分析

以上的两个图，为同一时刻的两侧电流矢量图。IA电流不是十分稳定，最小约为0.20A。图中可以看出，故障30ms时，两侧IA电流角度相差约90°，大小分别为0.27A、0.26A；两侧IB电流角度相差约152°，大小分别为0.43A、0.64A；两侧IC电流角度相差约173°，大小分别为0.64A、0.79A；B、C相两侧相位基本相反。两侧IA电流角度相差约90°，差动电流会较大。计算出故障30ms时的A相差动电流约为0.3574A、制动电流约为0.36A。差动保护的低差定值为0.25A、高差定值为0.35A。

区外故障时间只持续约60ms，低差保护延时40ms动作，低差保护来不及动作。高差保护定值为0.35A，A相差动电流约为0.3574A、制动电流约为0.36A，刚好在动作边界，故本侧差动保护动作跳A、对侧差动保护未动作。

四、结论

中性点芯线N434开路，系统在没有外界干扰时A、B、C相电流平衡，中性点没有电流流过，不会影响保护装置采样，当I线发生单相接地近区故障时，系统出现大的扰动，产生不平衡电流，电流回路感受到故障电流，但此时由于N434开路，故障电流IC不能从IN构成回路，只能从电势相对小的IA、IB流过，零序电流没有通路，电流只能在A434、B434、C434形成回路对A相二次电流形成干扰，CT饱和励磁效应导致保护采集到的IA、IB、IC电流和对侧不再相同。对侧的IA+IB+IC=3I0，电流回路正常。本侧在故障期间，IA+IB+IC不为0，IA中有较大的谐波分量。致使500 kV II线本侧CSC-103AC纵联电流差动保护动作出口。A相差动电流刚好在差动定值边界，故本侧差动保护动作跳A，对侧差动保护刚好未动作，符合保护逻辑。

五、结束语

在生产实际中，中性点开路往往不易被发现，甚至引起继电保护误动或拒动。所以今后要加强基建新（扩）建设备的验收工作中，特别对电流、电压二次回路要通流试验、进行直阻，保证回路接线的正确性，同时要加强检查、引起足够重视。保证500kV电网的安全稳定运行。

参考文献

[1]北京北四方继保自动化股份有限公司.CSC-103A/B数字式超高压线路保护装置说明书[M].北京：中国电力出版社，2000：127.