国内某地铁工程差动保护动作分析报告

姚升

1、背景

国内某地铁工程主变电所至车辆段混合变电所进行首次送电操作，环网电缆均一次性送电成功，但在车辆段1# 整流变馈线断路器合闸后，从主变电所出线至车辆段变电所I段环网进线的差动保护全部动作，供电系统示意图（实线为本次送电范围;虚线不属于本次送电范围，箭头表示供电方向）。

2.1 L30误动作可能性分析

现场跳闸故障发生后第一时间对故障录波进行了调取，发生故障的每个车站的故障录波波形及触发时间均相同，并且达到了差动保护动作的设定值，经核对差动保护定值无误，因此排除了差动保护误动作的可能性。

2.2 线路接地故障可能性分析

在车辆段1# 整流变馈线断路器合闸前环网进出线差动保护未动作，因此可以排除是环网线路接地故障引起的跳闸。

如果是1# 整流变馈线接地故障，1# 整流变馈线断路器会动作而不是环网差动保护动作，即使1# 整流变馈线断路器拒动从而顶跳了车辆段环网进线断路器，也不会使游泳中心主变电所出线至车辆段变电所I段环网进线的差动保护L30全部动作，同时对1# 整流变馈线线路进行检查未发现异常，因此可以排除是1# 整流变馈线线路接地故障引起的跳闸。

2.3 差动保护电流互感器二次接线错误可能性分析

差动保护动作原理为电缆两端电流的绝对值差值作为差动保护动作的依据，但是不同厂家保护装置的实现方式和算法不同，因此接下来主要结合L30差动保护装置的动作原理及差动保护电流互感器的二次接线进行重点检查和分析。

1）L30动作原理

L30差动保护是对电缆两端（即同一根电缆两侧的进出线柜）的电流进行矢量和计算，计算结果作为差动保护动作的依据。

2）差动保护二次接线

（1）电流互感器极性

电流互感器的极性分为加极性和减极性，常用的电流互感器一般都是减极性（电流互感器均按减极性配置），即当使一次电流自P1端流向P2端时，二次电流自S1端流出经外部回路到S2，反之则为加极性.

（2）差动保护电流互感器接线

进线柜：对于进线柜来说一次侧电流由电缆侧流向主母排侧。

出线柜：对于出线柜来说一次侧电流由主母排侧流向电缆侧。

进线柜及出线柜差动保护的电流互感器进入差动保护的电流方向是一致的，差动保护装置L30因为不能进行极性切换，因此差动保护的极性也是一致的，也就是说差动保护L30最终计算的结果实际为电缆两端的电流绝对值的和，这与差动保护的原理是违背的，因此车辆段整流變压器投入后电流达到了差动保护的启动值并动作，由此可知进出线柜差动保护电流互感器二次接线配合错误导致了送电时差动保护L30的动作。

3、解决措施

经了解L30装置本身无法进行极性切换，只能调整电流互感器二次侧接线（将S1和S2的接线位置调换），使输入电缆两端差动保护装置L30的电流方向相反，来实现差动保护装置电流绝对值差值的计算结果，因此只需改变其中一端的电流互感器接线即可。

4、建议

本次跳闸故障主要暴露了设计人员对不同厂家差动保护装置动作原理了解不够深入，同时也忽视了差动保护装置和差动电流互感器的配合关系，因此建议在以后的工程设计中对不同厂家的产品进行深入的了解，同时重视相互间的配合关系，杜绝此类故障的再次发生。

（作者单位：徐州城市轨道交通有限责任公司）