RCS-915AB母差后备保护误动作原因分析及防范措施

乔成银，陈 波

（宁夏电力公司检修公司 宁夏 银川 750011）

目前南瑞RCS-915型母差保护在220 kV及以上电压等级电网中大量应用。其中，RCS-915型母差保护设一后备保护段，其作用是当大差元件动作，小差比率差动元件不动作，且任意母线复合电压闭锁元件开放时，经250 ms延时无选择性切除母线上所有的元件。因此，母差后备保护误动作会直接导致变电站220 kV系统失压，影响供电可靠性，甚至会破坏系统的稳定运行，其后果十分严重。文中所叙述的一起母差后备保护事故，旨在探明造成误动的原因，采取有效措施，保证电网的安全稳定运行。

1 事故经过

某220 kV变电站 220 kV母线为双母线接线，220 kV甲线及220 kVⅠ母为检修状态，220 kVⅡ母带全站负荷。220 kV母差保护为双重化配置，分别是许继公司的WMH-800A母差保护和南瑞公司的RCS-915 AB母差保护。 事故当日，变电站的计划检修工作为220kV甲线间隔设备预试和保护定检。当日10时30分，工作人员在220 kV甲线C相电流互感器底部本体接线盒处紧固二次接线柱，11点02分 9秒454毫秒，220 kV母差保护 2（RCS915AB）的母差后备保护动作，跳开 220 kVⅡ母上所有断路器，造成220kVⅡ母失压。

2 母差后备保护动作行为分析

2.1 电流互感器两点接地

现场工作人员在甲线C相电流互感器底部本体接线盒处紧固二次接线柱螺丝过程中，将甲线线路保护电流绕组端子（接地点）与其相邻的母差保护（RCS-915AB）的电流 C相绕组端子短接，造成母差电流回路在户外端子箱处和保护控制室内两点接地 （母差保护电流二次接地点在母差保护屏内），进而在电势差的作用下，产生了附加电流。如图1所示。

图1 电流两点接地二次回路图Fig.1 Secondary circuit two-point earth diagram

经现场测量，两接地点间电势差为0.43 V，在电势差的作用下，母差保护甲线间隔C相电流回路产生了0.45 A的附加电流（CT回路电阻实测为0.9欧姆），最终造成母差保护大差元件动作。

2.2 感应电压产生的干扰

RCS-915AB母差保护的母差后备保护动作，需经任一运行母线的电压闭锁条件开放。保护判断母线运行判据为：1）当该母线的任一相电压大于0.3Un；2）当该母线的任一支路电流超过0.04In；3）当该母线的零序电压大于母差零序电压闭锁定值（程序固定为6 V）；4）当该母线的负序电压大于母差负序电压闭锁定值（程序固定为4 V）[1]。

事故发生时，变电站 220 kVⅠ母为检修状态，Ⅰ母PT刀闸、电压二次保险均在断开状态，但母差保护装置仍采集到Ⅰ母存在电压（A相6.6 V、B相 0.64 V、C相 0.12 V、零序电压6.8 V）。检查发现，变电站将220 kVⅠ、Ⅱ母的A相电压采用同一根四芯电缆送至各线路间隔（用于检同期）。事故当日，Ⅰ母A相电压芯线受到同缆内的Ⅱ母A相电压感应干扰，产生感应电压，导致母差保护错误地将检修Ⅰ母线判断为运行母线，并开放了电压闭锁元件。

综上所述 ，事故发生时，由于CT两点接地，产生了0.45 A的附加电流，造成大差元件动作，小差元件未动作，同时RCS-915AB母差保护装置中“运行母线”判据不完善，导致感应电压大于运行母线判据时，且感应电压值达到电压闭锁开放条件（3U0≥6 V）时，开放母差后备保护，保护动作切除Ⅱ母母线上的所有断路器。母差后备保护动作逻辑图。如图2所示。

图2 后备保护逻辑Fig.2 Backup protection logic

3 防范措施

3.1 加强现场继电保护工作管理

深入开展二次回路工作危险点分析预控工作[2-3]。在电流、电压、直流等回路工作前，认真检查工器具是否绝缘，对螺丝刀等工器具做必要的绝缘处理，防止误碰导致电流绕组两点接地。 进一步完善二次作业安全措施，及时修订二次专业相关标准化作业指导书及二次安全措施票。 电流二次回路工作的安全措施，应充分考虑检修工作可能对母差保护、稳控装置等运行设备的影响，可靠短接并断开与运行二次设备的联系，防止误碰情况发生。

3.2 落实继电保护反措，消除母差保护交流电压回路感应电压及完善二次等电位平台

一方面，母差保护交流电压回路按独立的、与其他保护电压回路没有关联的原则设置，具体做法是采用2根4*4的交流屏蔽电缆，将母差保护Ⅰ母电压、Ⅱ母电压分别从电压切换并列屏引致母差保护屏。另一方面，完善全站二次等电位接地平台，在变电站户外电缆沟内装设截面不小于100 mm2的接地铜排构成户外等电位接地网，并用截面不小于50 mm2、不少于4根铜排与户内等电位接地网相连接，确保全站户内、户外等电位接地网一致[4-6]。

3.3 要求厂家完善保护逻辑，包括修改“运行母线” 判据和母差后备保护逻辑

1）修改 “运行母线”判据。修改后的判据为当该母线的任一相电压大于0.7Un，或者该母线的任一支路电流超过0.04In时，保护装置判断为运行母线。相比之前的逻辑，修改后的逻辑电压定值升高，由0.3Un升高到0.7Un，同时删除原有的零序、负序判别条件。

2）修改母差后备保护逻辑，使其具有选择母线的功能。母差后备保护改进后的逻辑如下：大差满足动作条件，各母线小差均不动作，且任一运行母线电压闭锁开放的情况下，延时250 ms后备保护动作切除电压闭锁开放的母线所有连接支路及母联（分段）开关，以及无刀闸的支路，逻辑框图见图3所示。

图3 升级后的后备保护逻辑Fig.3 After the upgrade of the backup protection logic

相比与之前的母差后备保护逻辑，升级后的母差保护逻辑判据更加严格，保护误动的概率更低，同时保护切除故障能力更加灵活，进而能够更好的保障电网安全稳定。

4 结束语

任何事故的发生都是外因和内因共同作用的结果。本次事故的外因是电流两点接地和感应电压的干扰，内因是保护装置的逻辑存在缺陷。因此，必须加强母差保护的运行维护和管理工作，做细做实继电保护装置的校验工作，同时严格执行继电保护相关规程及反措规定，才能保证保护装置动作的灵敏性、可靠性。

[1]RCS-915AB型微机母线保护装置技术和使用说明书[Z].南京：南瑞继保电气有限公司，2006.

[2]继电保护及电网安全自动装置检验规程[S].中华人民共和国国家标准化委员会，2006.

[3]微机继电保护装置运行管理规程[S].中华人民共和国国家发展和改革委员会，2008.

[4]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，1999.

[5]变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范[S].国家电网公司，2008.

[6]继电保护和安全自动装置技术规程[S].中华人民共和国国家标准化委员会，2006.