變電站母線差動保護異常原因分析及處理措施

摘要：變電站的母線是電力系統最重要的電能傳輸元件。母線差動保護作為母線的主保護，是保證電力系統安全運行的重要裝置，其運行的安全性、可靠性將直接影響電力系統的安全穩定運行，而它的誤動和拒動都會給電力系統造成嚴重的危害。因此，必須要保證變電站母線差動保護運行的可靠性。鑒于此，本文就某變電站母線差動保護異常啟動進行分析。

關鍵詞：母線差動保護;電力系統;電力元件;電能

一、異常現象檢查分析

1.1現象描述與裝置檢查

對220kV某變電站220kVCSC150母線差動保護進行專業巡視時，發現保護裝置發出告警信號，告警報文提示B相差動保護啟動。隨即檢查各間隔電流實時數據，電流、電壓的有效值、相序正確，大差、小差均為0，檢查外部開入正確，保護定值校核正確，裝置無異常的保護自檢信息，唯有不同的是投入了互聯壓板，當時母線已倒向單母運行。為了防止保護誤動發生，當即申請退出保護出口壓板，測試互聯壓板投入退出，保護裝置開入反映正確。投入互聯壓板保護啟動，退出互聯壓板啟動返回，但是兩種狀態下保護裝置顯示各通道采樣的有效值是一致的。單從現象看差動保護啟動與互聯壓板有關，在經過與設備開發組溝通后，認為互聯壓板只是保護啟動的一個誘因，不是根本原因。

1.2采樣點值與錄波圖分析

打印采樣點值逐個通道檢查，發現第三個間隔電流通道B相采樣異常。CPU3為差動啟動處理器，Ib3=29.06A;CPU4為差動出口處理器，Ib3=0.3769A。由于第三個間隔為備用間隔，外部無電流接入回路，正常情況只有一點零漂值，區間（-0.001，0.001）。不難看出，采樣點值反映為一直流分量，檢測未發現外部回路存在直流量輸入。

采樣點值異常，而沒有差流，是因為裝置各通道輸入為交流量，交流采樣計算將直流分量絕大部分被濾除掉了，所以Ib3通道計算得到的有效值近似為0，因此，差流仍為0.差動保護啟動故障錄波如圖1所示。模擬量電流通道Ib3有一個正向直流分量，量程已滿格29.06A，開關量1——保護啟動已發生變位。保護裝置軟件邏輯已滿足B相差動保護條件，原因是通道Ib3存在一個異常的直流分量。作為備用通道，這個直流分量可以認為通道零漂，說明當時通道Ib3零漂已出現了問題。

二、通道零漂調整與模擬測試

2.1零漂調整

通道零漂系數大多在設備出廠前或新設備投運前完成校驗，屬于廠家內部參數，用戶不得隨意更改。檢查發現保護裝置Ib3通道的零漂調整系數與其他通道不一樣，其他通道為0.01，而Ib3為1.7.單獨校正通道Ib3零漂系數，然后打印采樣點值，啟動CPU3（Ib3）所有點值全變成0，出口CPU4（Ib3）點值在（-0.001，0.001）范圍內。恢復所有運行間隔電流回路，投入互聯壓板，裝置未發生差動保護啟動，進一步說明備用間隔通道Ib3零漂異常是造成差動保護啟動的直接原因。

2.2模擬測試

在第三個備用間隔加入三相電流進行校核測試，結果CPU3（Ib3）采樣全為0，CPU4采樣正確。說明CPU3插件硬件回路出現問題或在零漂系數校正后軟件與硬件失配。裝置斷電重啟，效果還是一樣，說明啟動CPU3第三間隔Ib3通道采樣故障。再次查看零漂系數，Ib3返回至1.7，采樣點值復原，說明調整后Ib3的零漂系數在裝置失電后不能保存。

三、綜合分析

裝置硬件出現不可修復性故障造成備用通道Ib3采樣異常，啟動CPU3（Ib3）不能正常采樣，出口CPU4（Ib3）采樣受制零漂調整系數，由于該調整系數在裝置失電后不能保存，同樣會出現采樣異常的可能，因此，裝置失電后必須重新調整零漂系數，否則影響保護正常運行。投入互聯壓板出現B相差動保護啟動是因為保護軟件計算邏輯發生了變化，備用通道的零漂采樣也參與差動電流計算，另外，裝置軟硬件對直流分量不能有效濾除。所以，差動保護軟件設計存在不足，在考慮母線互聯情況下未有效隔離備用間隔零漂值。保護裝置自檢功能存在缺陷，電流通道采樣點值達到滿量程而不產生自檢報告或彈出告警信息，給巡檢設備帶來不便。因此，檢查巡視同類保護裝置時不能只關注各通道的有效值、大差、小差及制動電流，還要打印查看各通道的采樣點值，包括備用通道。

四、處理措施

加強對同類母線差動保護的運行巡視，不僅要查看各電流通道的有效值，還要打印并分析所有通道的采樣點值，發現異常及時調整零漂系數。發現零漂系數在裝置失電后失效的同類設備盡可能減少裝置電源重啟，裝置失電后必須重新校驗零漂系數，并進行模擬測試，正常后方可投運。短期內無更換計劃應督促裝置生產廠家進行軟、硬件升級，不能升級或升級后不能完成解決問題的裝置應盡快安排整體更換。

五、結束語

綜上所述，母線差動保護的應用是電力系統運行的需求，防止母線差動保護不正確動作的發生是當前繼電保護工作的重中之重。為了提高變電站母線差動保護運行的可靠性，防止母線差動保護不正確動作的發生，技術人員應對一些常見故障問題進行分析總結，并制訂有針對性的改進措施，將設備隱患消滅在萌芽狀態，以保證整個電力系統始終處于安全、穩定以及可靠的運行狀態中。

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姓名：潘紹煒（1988.05.20），性別：男，籍貫：廣東，民族：漢族，學歷：大學本科，職稱：工程師 ，職務：高級作業員， 研究方向：電力系統繼電保護。