变电站母线差动保护异常原因分析及处理措施

骆伟强

（广州市电力工程有限公司，广东 广州 510000）

变电站的母线是电力系统最重要的电能传输元件。母线差动保护作为母线的主保护，是保证电力系统安全运行的重要装置，其运行的安全性、可靠性将直接影响电力系统的安全稳定运行，而它的误动和拒动都会给电力系统造成严重的危害。因此，必须要保证变电站母线差动保护运行的可靠性。鉴于此，本文就某变电站母线差动保护异常启动进行分析。

1 异常现象检查分析

1.1 现象描述与装置检查

对220 kV某变电站220 kVCSC150母线差动保护进行专业巡视时，发现保护装置发出告警信号，告警报文提示B相差动保护启动。随即检查各间隔电流实时数据，电流、电压的有效值、相序正确，大差、小差均为0，检查外部开入正确，保护定值校核正确，装置无异常的保护自检信息，唯有不同的是投入了互联压板，当时母线已倒向单母运行。为了防止保护误动发生，当即申请退出保护出口压板，测试互联压板投入退出，保护装置开入反映正确。投入互联压板保护启动，退出互联压板启动返回，但是两种状态下保护装置显示各通道采样的有效值是一致的。单从现象看差动保护启动与互联压板有关，在经过与设备开发组沟通后，认为互联压板只是保护启动的一个诱因，不是根本原因。

1.2 采样点值与录波图分析

打印采样点值逐个通道检查，发现第三个间隔电流通道B相采样异常。CPU3为差动启动处理器，Ib3=29.06A；CPU4为差动出口处理器，Ib3=0.376 9 A。由于第三个间隔为备用间隔，外部无电流接入回路，正常情况只有一点零漂值，区间（－0.001，0.001）。不难看出，采样点值反映为一直流分量，检测未发现外部回路存在直流量输入。

采样点值异常，而没有差流，是因为装置各通道输入为交流量，交流采样计算将直流分量绝大部分被滤除掉了，所以Ib3通道计算得到的有效值近似为0，因此，差流仍为0.

差动保护启动故障录波如图1所示。模拟量电流通道Ib3有一个正向直流分量，量程已满格29.06A，开关量1——保护启动已发生变位。保护装置软件逻辑已满足B相差动保护条件，原因是通道Ib3存在一个异常的直流分量。作为备用通道，这个直流分量可以认为通道零漂，说明当时通道Ib3零漂已出现了问题。

图1 差动保护启动录波图

图 1 中，模拟量：1—Ua1；2—Ub1；3—Uc1；4—Ua2；5—Ub2；6—Uc2；7—Ib1；8—Ib2；9—Ib3.

图1中，开关量：1—保护启动；2—I母差保护启动；3—II母差保护启动；4—I母电压开放；5—II母电压开放；6—母联跳位；7—差动母联失灵动作。

2 通道零漂调整与模拟测试

2.1 零漂调整

通道零漂系数大多在设备出厂前或新设备投运前完成校验，属于厂家内部参数，用户不得随意更改。检查发现保护装置Ib3通道的零漂调整系数与其他通道不一样，其他通道为0.01，而Ib3为1.7.单独校正通道Ib3零漂系数，然后打印采样点值，启动CPU3（Ib3）所有点值全变成0，出口CPU4（Ib3）点值在（－0.001，0.001）范围内。恢复所有运行间隔电流回路，投入互联压板，装置未发生差动保护启动，进一步说明备用间隔通道Ib3零漂异常是造成差动保护启动的直接原因。

2.2 模拟测试

在第三个备用间隔加入三相电流进行校核测试，结果CPU3（Ib3）采样全为0，CPU4采样正确。说明CPU3插件硬件回路出现问题或在零漂系数校正后软件与硬件失配。装置断电重启，效果还是一样，说明启动CPU3第三间隔Ib3通道采样故障。再次查看零漂系数，Ib3返回至1.7，采样点值复原，说明调整后Ib3的零漂系数在装置失电后不能保存。

3 综合分析

装置硬件出现不可修复性故障造成备用通道Ib3采样异常，启动CPU3（Ib3）不能正常采样，出口CPU4（Ib3）采样受制零漂调整系数，由于该调整系数在装置失电后不能保存，同样会出现采样异常的可能，因此，装置失电后必须重新调整零漂系数，否则影响保护正常运行。投入互联压板出现B相差动保护启动是因为保护软件计算逻辑发生了变化，备用通道的零漂采样也参与差动电流计算，另外，装置软硬件对直流分量不能有效滤除。所以，差动保护软件设计存在不足，在考虑母线互联情况下未有效隔离备用间隔零漂值。

保护装置自检功能存在缺陷，电流通道采样点值达到满量程而不产生自检报告或弹出告警信息，给巡检设备带来不便。因此，检查巡视同类保护装置时不能只关注各通道的有效值、大差、小差及制动电流，还要打印查看各通道的采样点值，包括备用通道。

4 处理措施

加强对同类母线差动保护的运行巡视，不仅要查看各电流通道的有效值，还要打印并分析所有通道的采样点值，发现异常及时调整零漂系数。发现零漂系数在装置失电后失效的同类设备尽可能减少装置电源重启，装置失电后必须重新校验零漂系数，并进行模拟测试，正常后方可投运。短期内无更换计划应督促装置生产厂家进行软、硬件升级，不能升级或升级后不能完成解决问题的装置应尽快安排整体更换。

5 结束语

综上所述，母线差动保护的应用是电力系统运行的需求，防止母线差动保护不正确动作的发生是当前继电保护工作的重中之重。为了提高变电站母线差动保护运行的可靠性，防止母线差动保护不正确动作的发生，技术人员应对一些常见故障问题进行分析总结，并制订有针对性的改进措施，将设备隐患消灭在萌芽状态，以保证整个电力系统始终处于安全、稳定以及可靠的运行状态中。