國內某地鐵工程差動保護動作分析報告

姚升

1、背景

國內某地鐵工程主變電所至車輛段混合變電所進行首次送電操作，環網電纜均一次性送電成功，但在車輛段1# 整流變饋線斷路器合閘后，從主變電所出線至車輛段變電所I段環網進線的差動保護全部動作，供電系統示意圖（實線為本次送電范圍;虛線不屬于本次送電范圍，箭頭表示供電方向）。

2.1 L30誤動作可能性分析

現場跳閘故障發生后第一時間對故障錄波進行了調取，發生故障的每個車站的故障錄波波形及觸發時間均相同，并且達到了差動保護動作的設定值，經核對差動保護定值無誤，因此排除了差動保護誤動作的可能性。

2.2 線路接地故障可能性分析

在車輛段1# 整流變饋線斷路器合閘前環網進出線差動保護未動作，因此可以排除是環網線路接地故障引起的跳閘。

如果是1# 整流變饋線接地故障，1# 整流變饋線斷路器會動作而不是環網差動保護動作，即使1# 整流變饋線斷路器拒動從而頂跳了車輛段環網進線斷路器，也不會使游泳中心主變電所出線至車輛段變電所I段環網進線的差動保護L30全部動作，同時對1# 整流變饋線線路進行檢查未發現異常，因此可以排除是1# 整流變饋線線路接地故障引起的跳閘。

2.3 差動保護電流互感器二次接線錯誤可能性分析

差動保護動作原理為電纜兩端電流的絕對值差值作為差動保護動作的依據，但是不同廠家保護裝置的實現方式和算法不同，因此接下來主要結合L30差動保護裝置的動作原理及差動保護電流互感器的二次接線進行重點檢查和分析。

1）L30動作原理

L30差動保護是對電纜兩端（即同一根電纜兩側的進出線柜）的電流進行矢量和計算，計算結果作為差動保護動作的依據。

2）差動保護二次接線

（1）電流互感器極性

電流互感器的極性分為加極性和減極性，常用的電流互感器一般都是減極性（電流互感器均按減極性配置），即當使一次電流自P1端流向P2端時，二次電流自S1端流出經外部回路到S2，反之則為加極性.

（2）差動保護電流互感器接線

進線柜：對于進線柜來說一次側電流由電纜側流向主母排側。

出線柜：對于出線柜來說一次側電流由主母排側流向電纜側。

進線柜及出線柜差動保護的電流互感器進入差動保護的電流方向是一致的，差動保護裝置L30因為不能進行極性切換，因此差動保護的極性也是一致的，也就是說差動保護L30最終計算的結果實際為電纜兩端的電流絕對值的和，這與差動保護的原理是違背的，因此車輛段整流變壓器投入后電流達到了差動保護的啟動值并動作，由此可知進出線柜差動保護電流互感器二次接線配合錯誤導致了送電時差動保護L30的動作。

3、解決措施

經了解L30裝置本身無法進行極性切換，只能調整電流互感器二次側接線（將S1和S2的接線位置調換），使輸入電纜兩端差動保護裝置L30的電流方向相反，來實現差動保護裝置電流絕對值差值的計算結果，因此只需改變其中一端的電流互感器接線即可。

4、建議

本次跳閘故障主要暴露了設計人員對不同廠家差動保護裝置動作原理了解不夠深入，同時也忽視了差動保護裝置和差動電流互感器的配合關系，因此建議在以后的工程設計中對不同廠家的產品進行深入的了解，同時重視相互間的配合關系，杜絕此類故障的再次發生。

（作者單位：徐州城市軌道交通有限責任公司）