赖俭

摘 要：本文针对甘泉站220kV泉富一、二线对侧站母线发生单相接地故障，本侧两条线路为区外故障时，国电南自线路保护PSL 603U差动保护动作的原因作详细分析。

关键词：区外故障；差流；差动保护动作；CT饱和

中图分类号：TM774 文献标识码：A

一、保护动作情况

2016年06月29日11时23分220kV泉富一、二线B相同时故障，双纵联动作，263、264开关跳闸，220kV泉富一线收对侧远跳，263开关三相跳闸且未重合，220kV泉富二线264开关重合闸动作，重合成功。

二、故障分析

1.泉富一线1号保护差动动作详解

1.1 差流的形成和计算

由图1、图2可以判断出故障为B相区外故障，通过对侧站及本侧站的故障电流波形可看出故障时刻对侧二次电流出现严重畸变，故障后第二个周波电流波形正确传变时间约为4.167ms（电流采样值从过零到畸变下降的时间），第三个周波正确传变时间约为3.33ms，可以确认对侧B相CT出现严重饱和。PSL 603U差动保护装置的交流模件CT回路最大量程是40倍的额定电流。由于对侧采用的二次额定电流为5A，因此故障电流为200A以下时，保护装置的CT都不会饱和。根据区外故障时电流为穿越性电流特点，通过甘泉侧保护装置的录波可以算出对侧二次电流约为56A，远小于交流模件CT回路最大量程，因此确定对侧B相电流畸变是一次CT饱和造成的。根据电流波形，计算出区外故障时，PSL 603U差动保护的差动电流、制动电流相关曲线。计算结果如图3、图4所示。由以上计算得出，保护启动后68ms～75ms左右差动电流大于制动电流，且差动电流大于差动稳态I段定值（2.5倍差动定值），差动保护开始满足动作条件，于保护启动后74ms跳闸出口。

1.2 CT饱和时PSL 603U差动保护分析

PSL 603U系列差动保护突变量差动和稳态差动I段K值取2.5，稳态差动Ⅱ段K值0.6且经40ms延时，当判出区外故障CT饱和时，制动系数K值最低抬高至1.05。PSL 603U保护装置采用电流极性比相法和电流波形系数法识别区外故障CT饱和，能够有效识别区外故障饱和深度在5ms以上的CT饱和，保证保护不误动。由于泉富一线富邦侧CT饱和程度极深，故障后第三个周波电流准确传变时间不足4ms，差动保护未能准确识别出饱和，导致差动保护动作。

综上所述，此次故障中泉富一线PSL 603U差动保护跳闸原因是：（1）对侧CT严重饱和状态，饱和深度为3.33ms。（2）线路两侧CT特性差异较大，富邦侧CT饱和使得二次故障电流波形严重畸变，甘泉侧CT传变准确，造成两侧保护的二次电流出现差流。泉富一线CT饱和程度严重，使泉富一线差动电流满足动作条件而动作。

2.泉富一线2号保护

根据保护跳闸报告知该保护30ms远方启动跳闸，本侧收到远跳信号，三相跳闸并闭锁重合闸，由此判断对侧母线保护动作，启动了泉富一线远跳功能，保护动作跳开ABC三相。又因RCS-931G系列配置了差动联跳功能：本侧任何保护动作元件动作（如距离保护、零序保护等，包括远方启动跳闸元件动作）后立即发对应相连跳信号给对侧，对侧收到联跳信号后，启动保护装置，并结合差动允许信号联跳对应相。故而电流差动保护动作跳开ABC三相，因此泉富一线2号保护动作行为正确。

3.泉富二线1号线路保护

泉富二线1号保护差动保护动作行为与泉富一线1号保护相似，不再做详解。

4.泉富二线2号线路保护

现场泉富二线2号保护未动作，仅有启动和重合闸动作且重合成功，由于故障为区外故障，且没有收到对侧允许跳令，因此差动保护不应动作，动作行为正确。

结语

通过本次对220kV泉富一、二线对侧发生母线单相接地故障，对于本侧两条线路为区外故障时，本侧国电南自线路保护PSL 603U差动保护动作原因详细分析后可知母线故障时线路一次CT严重饱和以及线路两侧CT特性差异较大会使二次故障电流波形严重畸变，造成两侧保护的二次电流出现差流，使泉富一线差动电流满足动作条件而动作。

参考文献

[1]国电南自PSL-603U线路保护装置说明书[Z]. Q/GDNZ. JB011-2006.

[2]南瑞继保RCS-931G系列超高压线路电流差动保护装置技术和使用说明书[Z].ZL_XLBH3114.1106.