1前言

近些年由于大氣污染嚴(yán)重、氣候惡化等原因，河北南網(wǎng)出現(xiàn)數(shù)次大面積污閃。污閃期間，繼電保護，特別是220kV及以上電壓等級的繼電保護經(jīng)受住了嚴(yán)峻考驗，為保證電網(wǎng)安全發(fā)揮了應(yīng)有的作用。電網(wǎng)大面積污閃的特點是故障次數(shù)多、頻率高，因此很多故障發(fā)生在保護裝置整組復(fù)歸之前。因此，有些動作行為是正常情況下很難遇到的，分析這些特殊情況下的動作行為，有利于掌握各種保護的原理、特點，找出現(xiàn)有保護裝置不適應(yīng)抗擊大面積污閃的弱點，并針對性地完善其功能，使之更好地服務(wù)于電網(wǎng)安全生產(chǎn)。

2幾次典型繼電保護動作行為分析

2.1單重模式下，線路單相故障保護三跳不重

2001-02-21T04：35，廠衡Ⅱ線B相故障。兩側(cè)WXB-11+SF-600、LFP-901A+SF-600保護動作，兩側(cè)開關(guān)三跳，相關(guān)系統(tǒng)接線圖見圖1，保護動作報告2.1.1WXB-11保護分析

從兩側(cè)保護動作時間為4337ms和4341ms可知，本線路故障前4s左右，保護裝置已經(jīng)因區(qū)外故障而啟動。查事故順序記錄，4：35廠交Ⅱ線有故障。據(jù)此分析廠衡Ⅱ線兩側(cè)WXB-11保護中高頻保護的動作邏輯為4：35，廠交Ⅱ線A相故障，廠衡Ⅱ線兩側(cè)保護啟動，電廠側(cè)高頻保護零序方向元件判為反方向，進入“振蕩閉鎖”模塊;而衡水站側(cè)高頻保護判為正方向，但因是區(qū)外故障，依舊收到對側(cè)閉鎖信號，故不動作，程序進入“相繼動作”模塊，進而于1.5s后進入“振蕩閉鎖”模塊。即當(dāng)廠衡Ⅱ線故障時，兩側(cè)的WXB-11高頻保護均處于“振蕩閉鎖”狀態(tài)。而在此狀態(tài)下，如果本線路發(fā)生故障，WXB-11保護動作是不選相的。故當(dāng)4s后本線路B相故障時，兩側(cè)WXB-11保護均直接動作三跳。

2.1.2LFP-901保護分析

該線路故障時保護正確選跳出口，但因WXB-11保護動作三跳，線路三相均無電流，為防止造成非同期合閘，901單相重合閘不重合，并經(jīng)tc+2s延時三跳(tc為單重時間，該線路整定0.8s)。

WXB-11保護高頻部分在振蕩閉鎖期間的功能是比較弱的，一是保護動作后不選相，二是振蕩閉鎖期間僅保留高閉零序功能，而對相間故障無全線速動保護?；谝陨显?，WXB-11保護在處理電網(wǎng)偶發(fā)故障時游刃有余，而在故障頻率高度密集的大面積污閃時，則顯得力不從心。

2.2臨時輻射線運行時，末端保護單相故障三跳

2001-02-22T19：12廉韓Ⅱ線C相故障，韓通站LFP-901保護選相跳閘，CSL101保護三跳。保護動作報告見表2(除專門標(biāo)注外，各符號說明同前)，韓通站LFP-90保護錄波從韓通站故障錄波看，廉韓Ⅱ線三相電流相位相同，大小相等，經(jīng)查，故障前廉韓Ⅰ線尚未恢復(fù)(廉韓Ⅰ線于07：47故障掉閘，至19：35恢復(fù))。此時韓通站相當(dāng)于末端站。因此，故障點至韓通站的正、負序電流均無法流通，而只有零序電流。在此情況下，韓通站LFP-901保護CPU1采用的相電流差工頻變化量選相元件將拒動。LFP-901保護采取的措施是：在滿足3I0>2MAX{Ia，Ib，Ic｝的情況下，保護改用低電壓選相元件正確選出故障相別。

反觀CSL101保護，因前述原因，CSL101中相電流差突變量選相元件及穩(wěn)態(tài)量I0、I2相位選相元件拒動。裝置沒有其它補救手段，選相失敗，保護三跳。

由以上分析可知：微機保護中常用的相電流差突變量選相元件及穩(wěn)態(tài)量I0、I2相位選相元件在輻射線末端運行時不能正確選相，此時應(yīng)輔以低電壓選相等方法使保護正確選相。

2.3SMC型母差保護差動元件靈敏度不足

2002-02-21T05：07衡水站220kV#1母線故障，母差未跳開213開關(guān)。

故障前，衡水站#1母線連接元件271(楊衡線)、273(廠衡Ⅱ線)開關(guān)因線路故障已斷開，#1母線上還有213、275(衡景線，輻射線)、201開關(guān)。05：07，衡水站220kV#1PT拉瓶閃絡(luò)，SMC型母差保護動作跳開201開關(guān)，213開關(guān)未跳，#4主變110kV側(cè)零序Ⅰ段(1128A，0.5/1.0s)保護動作跳開101開關(guān)，將故障隔離。

SMC型母差保護動作后未跳213開關(guān)的原因是201開關(guān)動作后，差動元件因靈敏度不足而返回，導(dǎo)致差動保護未能可靠跳開213開關(guān)。

由于SMC型差動保護沒有比率制動特性，其整定值必須躲過區(qū)外故障時的最大不平衡電流，導(dǎo)致其動作值過高(衡水站定值為2400A)。盡管按規(guī)程規(guī)定，應(yīng)當(dāng)校驗當(dāng)母聯(lián)開關(guān)跳開后差動元件的靈敏度≥1.5，但在電網(wǎng)污閃期間，#1母線電源出線均已跳開，若201開關(guān)再跳開，故障點靠2臺主變串聯(lián)提供短路電流，保護靈敏度顯然不能滿足要求。

不僅如此，河北南網(wǎng)某些變電站(曲周、下莊、來馬、王里及馬頭電廠)220kV母差保護均使用中間變流器，按規(guī)程要求定值計算時應(yīng)考慮電流互感器與中間變流器的綜合誤差不大于15%，但若按此整定，則造成檢修方式下或母線相繼故障時差動元件靈敏度不足。目前實際定值要求上述廠站母差保護電流互感器與中間變流器的綜合誤差不大于10%。解決此問題的根本措施是更換為帶有比率制動特性的母差保護。

2.4兩套高頻保護同時誤動

2001-02-22T03：28永康Ⅰ線A相故障，范王線羊范側(cè)兩套高頻保護誤動。該線路保護配置為：WXH-11+SF-500、WXH-15+SF-500，保護動作報告兩套高頻保護同時誤動，這是由于天氣惡劣造成通道衰耗增大，羊范側(cè)無法收到對側(cè)閉鎖信號所致。

而另一方面，由于氣候原因造成載波通道縱聯(lián)保護被迫退出運行的情況時有發(fā)生。例如2002-12-10日—11日曲周站的馬曲線和來曲線即是如此，保護人員曾將衰耗退至0，仍無濟于事，直至中午太陽漸出、濃霧有所消退時才恢復(fù)正常。據(jù)統(tǒng)計，2002年由于衰耗變化影響載波通道退出運行共17次，占高頻通道異常次數(shù)的68%，多數(shù)為天氣變化所致。而恰恰惡劣天氣時電網(wǎng)故障概率較大，退出高頻保護對電網(wǎng)安全的威脅顯而易見。

河北南網(wǎng)普遍采用的載波保護通道衰耗受天氣影響顯著，尤其是在空氣濕度較大、導(dǎo)線及通道加工設(shè)備結(jié)露、覆冰、覆雪等情況時，衰耗明顯增大，可能造成高頻保護被迫退出運行，否則將導(dǎo)致保護區(qū)外故障時誤動。

從長遠計，對易受影響的線路縱聯(lián)保護應(yīng)考慮對載波通道進行改造，如采用光纖通道。

3結(jié)束語

近年來，電網(wǎng)采取了更換合成絕緣子、調(diào)整爬距、防污清掃等多項措施，使電網(wǎng)防污閃能力有了顯著提高。但由于環(huán)境惡化等因素，仍不能徹底解決此問題。因此，有必要分析、研究現(xiàn)有保護裝置不適應(yīng)抗擊大面積污閃的弱點并加以改進。從目前河北南網(wǎng)的運行情況看，大面積污閃期間的繼電保護正確動作率非常高，如何提高保護裝置的選相正確率、提高線路的重合成功率是值得研究的問題。