一起交流滤波器小组差动保护动作原因分析

张 宇 陈培龙 程 果

（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局，贵州 黔西南562400）

1 故障概况

1．1 工程介绍

±500kV兴仁换流站是中国南方电网有限责任公司贵广Ⅱ回直流输电工程的起点站，位于贵州省兴仁县境内，属南方电网超高压输电公司天生桥局管辖。直流落点在深圳宝安换流站，输电距离1 194．08km，输送容量双极3 000MW。站内配置有10个小组的交流滤波器，小组保护功能通过SIMADYN D和CPR04继电保护装置实现。

1．2 故障经过

2015－06－09T17：19：38．945，交流站控自动跳开582开关，在582开关分闸过程中582交流滤波器小组差动保护动作跳闸。

故障过程主要SER信息如表1所示。

表1 故障过程主要SER信息

兴仁换流站交流滤波器小组差动保护接线如图1所示。

图1 兴仁换流站交流滤波器小组差动保护接线示意图

1．3 检修人员现场检查情况

（1）检修人员对582交流滤波器A相CT1和CT3以及其他一次设备进行了检查，外观正常，未发现任何放电痕迹；对CT1和CT3本体二次端子箱进行了检查，二次端子接线正确，端子箱内无异常。

（2）对C1电容器进行了检查和测试，C1电容器无放电痕迹；对C1电容器桥臂电容进行了测试，C1电容器4个桥臂电容测试值均为1．6μF，桥臂平衡，无异常。

（3）对582开关A相回路电阻、并联电容、动作时间进行了测试，并与上次测试数据进行对比，数据正常，无明显变化。

（4）对差动保护二次电流回路绝缘、电缆两侧铠甲接地情况进行了检查，未发现异常。

（5）对SIMADYN D保护装置差动功能进行校验，当输入1．05倍差动电流后，保护装置可靠动作；输入0．95倍差流，保护装置可靠不动作，保护装置差动功能正常。

1．4 检查结果分析

通过对582交流滤波器一次设备和二次设备检查情况和测试情况进行分析，可以判断差动保护动作时刻582交流滤波器一次设备和二次设备均正常运行。

2 保护动作原因分析

2．1 保护原理

交流滤波器小组差动保护采集交流滤波器高端电流值（T1）和低端电流值（T3），两者做差后取绝对值。当差值的峰值达到118．1A时，经零延时跳小组开关。

2．2 外部录波波形分析

兴仁换流站交流滤波器小组开关均配置了ABB公司生产的Switchsync F236选相合闸装置，以降低断路器在合闸操作过程中的过电流和过电压。控制系统将分582开关命令下发到就地控制单元，就地控制单元再将分闸命令下发至选相合闸装置。选相合闸装置接收分闸命令后再将命令以A→B→C顺序下发到开关分相操作箱，最终实现开关按照A→B→C三相顺序依次分闸。

通过外部录波波形可以明显看出，T3电流在582跳开的瞬间，也就是距离录波触发47．03ms电流降为0，但T1电流的A、B相相对于T3电流分别延时13ms、6ms后才降为0（图2）。在距离录波启动43．13ms时刻，T3的A相电流为0，但此刻T1的A相电流峰值为137A，大于差动保护动作门槛值118．1A，差动保护动作。

图2 差动保护动作时刻T1和T3电流波形

仔细观察T1波形不难看出，在582开关A、B相完成分闸后，T1电流A、B相近似正弦波形。通过录波波形通道整合，将T1的B相和C相电流相加，与T1的A相电流进行比较，将T1的A相和B相电流相加，与T1的C相电流进行比较（图3）。

从图3可以得出，在582开关A相分闸前至A相分闸后7ms内，在582开关B相分闸后至C相分闸前这6ms

图3 T1电流对比

2．3 装置内部录波波形分析

图4 T1互感器二次电流回路示意图

从SIMADYN D保护装置内部读取了保护动作时刻触发的录波文件（TRACE）（图5）。经分析，582交流滤波器的T1、T3之间差流最大达到了16．988 2%，该差流超过差动保护门槛值16%（在保护程序内部通过换算计算出的数值），差动保护动作。

3 保护动作行为评价

为了确定N线断路是造成582交流滤波器在自动切除的过程中差动保护动作原因，现场进行了在直流输电系统正常运行的情况下划开582交流滤波器小组保护高压侧CT（T1）线圈1二次回路N线后远方手跳开关试验。试验发现，划开N线后手动跳开582开关过程中差动保护能够动作，且582分闸时刻T1、T3波形与之前一致。

依据上述分析结果可以得出结论，582交流滤波器小组差动保护动作系二次回路N线断路造成的保护装置误动。由于检修人员现场检查过程中对电流二次回路的端子进行了紧固，N线断开点目前尚未查明。

4 结语

图5 保护装置内部录波图

兴仁换流站交流滤波器小组差动保护目前采用的是T1和T3差流瞬时值为判据且无延时出口的逻辑，导致该保护灵敏度过高，在N相出现松动或接触不良时有可能会误动。目前，国内很多生产厂家的差动保护装置均采用差流有效值为判据，且配有差流越限告警和根据差流大小调整出口延时的逻辑，这样可以有效避免某些极端情况下保护装置的误动。针对此次差动保护误动事件，建议相关人员可以与西门子厂家沟通修改目前兴仁换流站交流滤波器小组差动保护逻辑。

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