变电站一次系统负相序对保护装置的影响及改进方法

力振国，邢晓花，程艳霞

（1.朔州供电公司，山西 朔州 036000；2.山西省电力公司信息通信分公司，山西 太原 030001）

在2011年对某110 kV站的二次设备技术改造中，发现这个站的一次系统不是正相序运行而是负相序运行，造成此种现象的主要原因是建站时一次系统母线标定相别后与线路连接出现错误而且没有及时进行纠正所致。在施工时，施工人员还以为一、二次设备都是一一对应，按照原计划接线，因此造成二次系统电压、电流相序与一次系统电压、电流相序相反。对于主变差动保护、复合电压闭锁过流保护、零序方向保护、距离保护、过流保护是否可能均受到负相序的影响，将进行如下讨论（见图1、图2）。本文在文献［1］理论分析的基础上，结合平时工作中遇到的一些实际情况如文献［2］所涉问题，探索了一次负相序状态会对保护装置产生怎样具体的不良影响，并提出如何在实际工作中解决此类影响的方法。

1 二次系统负相序状态对继电保护装置的影响

1.1 对主变差动保护的影响

图1 正相序状态下三相电流相量图

图2 负相序状态下三相电流相量图

当变压器一次绕组为Y/Y/△-11接线时，在一次系统为负相序状态下，高压侧电流超前低压侧电流为210°（为便于分析，假定变压器高低压两侧运行）。

以魏庄CSC-326为例，差动保护采用Y侧向△侧转换，参与差动计算的高压侧电流为IJA=IA-IB。

由图3可见，负相序运行时，高压侧计算电流IJA与低压侧电流Ia夹角为180°，只要定值平衡系数设置正确，差动保护即可正常运行。

图3 负相序运行时的电流向量图

1.2 对主变复合电压闭锁元件的影响

复合电压元件采用相间低电压与负序电压并联，当系统负相序运行时，相间电压为100 V，因此低电压元件不会动作。负序电压为

因此负序电压元件必然动作，造成复合电压闭锁元件开放，使复压闭锁过流保护变成纯电流保护，从而使保护误动。因此，在负相序运行时，复合电压闭锁过流保护不能正常运行。

1.3 主变零序电流方向保护及110 kV线路零序电

流方向保护的影响

主变、线路正常运行时的零序电流为

零序电压为

主变、线路正常运行时无零序电压及电流，保护可以正常运行。

A相金属性接地时的各序电流为

零序电压为

零序电压及电流与正相序状态下故障时的零序电压及电流相同。正相序状态下故障时的相量图见图4，负相序状态下故障时的相量图见图5。

1.4 对距离保护的影响

距离保护的主要组成元件有：测量元件、启动元件、振荡闭锁元件、电压回路断线失压闭锁元件和逻辑元件。其中，距离保护的启动元件采用电流突变量启动与负序、零序电流启动，在负相序运行状态下负序电流为I2=（IA+α2IB+αIC）/3=IA。因此距离保护在负相序状态下启动元件会动作，距离保护不能正常运行，必须更改二次线。

图4 正相序状态下故障时的相量图

图5 负相序状态下故障时的相量图

1.5 对过流保护的影响

由于在中性点不接地的35 kV、10 kV线路保护只接入了A、C相电流判别线路电流的大小，而不判断电流的方向，因此在负相序状态下，过流保护可以正常工作。

2 解决方案

综合上述分析，对于变电站一次系统负相序的运行方式，复合电压闭锁元件、距离保护不能正常运行，因此二次回路必须改为正相序。为统一变电站二次接线，同时将主变差动保护、零序方向保护、过流保护二次回路也改为正相序。在一次系统负相序二次系统正相序状态下，由图6可以看出差动保护高压侧计算电流IJA与低压侧电流Ia夹角为60°，因此有差流ICDA产生，大小为基准电流。

图6 高压侧计算电流I JA与低压侧电流I a及I CDA的相量图

为使高压侧计算电流IJA与低压侧电流Ia同相，由图6看出，只要将主变保护钟点定值改为Y/Y/△-1点接线方式即可，此时高压侧计算电流IJA=IA-IC与Ia夹角为180°，只要定值平衡系数设置正确，差动保护即可正常运行。同时将其他保护的B、C相的电流电压二次线互换位置，不影响装置的正确测量，二次回路交流接线即可改为正相序，所有保护也就都可以避免不正确动作。

［1］ 邵玉槐，秦文萍.电力系统继电保护原理［M］.北京：中国电力出版，2008：45-53.

［2］ 刘振鹏，魏光耀，黄万永.电力系统继电保护实用技术问答［M］.北京：中国电力出版，2009：16-19.