220kV变电站母差保护动作的事故分析
变电站母线差动保护异常原因分析及处理措施
变电站母线差动保护异常原因分析及处理措施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。
标签：母线差动保护;电力系统;电力元件;电能一、异常现象检查分析1.1现象描述与装置检查对220kV某变电站220kVCSC150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=0.3769A。
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。
分析220kV母差保护电流互感器断线异常原因及处理方式
2019 No.6
运行与维护
Operation And Maintenance
电力系统装备
Electric Power System Equipment
分析220 kV母差保护电流互感器断线异常原因及处理方式
梁毅刚 （韶关市关山供电工程有限公司，广东韶关 512029）
［摘 要］在市场经济发展环境的影响下，人们对电力行业的运行提出了更严格的要求。本文阐述了 220 kV 母差保护电流互 感设备出现异常断线的缘由，以两个方面为切入点结合实例对这种故障发生的处理策略进行分析，并给出防止故障二次出现的 建议，旨在为电力行业相关人员提供参考依据。
护的快速性、灵敏性、可靠性、选择性的要求也越来越高。现
阶段，人们的日常生活需要电力系统的维持，随着用电量的
加大，变电站需要通过扩建来保障设备日趋发展的需要，每
个扩建区域都需要接入母线保护，并正确完善二次回路，提
升母差保护的安全系数。 1 母差保护电流互感器的断线异常情况及原因 1.1 异常情况概述
某 220 kV 变电站值班人员接到调度台的调度指令，命 令 其 将 220 kV 廊 武 线 2255 开 关 间 隔 由 220 kV2M 运 行 倒 至 220 kV1M 运行。在工作人员将 220 kV 廊武线 2255 开关间隔 的开关进行合闸时，220 kV 的母差保护装置出现“TA 已断 线”的警告，并且无法恢复到闭合位置。再改变 220 kV 廊董 线 2712 开关间隔和廊武线 2255 开关间隔线的运行方式，将两 条线路挂到 220 kV1M 时，检查并没有明显的异常现象。 1.2 异常原因分析
研究表明 ：220 kV 廊武线 2255 开关间隔和 220 kV 廊董线 2712 开关间隔在启动投产及后期运行中，并没有发生过类似 上述母差保护告警的情况。下面分别对 220 kV 母差保护正常 运行时的电流和 220 kV 母差保护启动过程的电流进行分析， 从分析中找出异常的主要原因。第一种情况在运行原理过程
220kV母线故障短线路远跳拒动分析
220kV母线故障短线路远跳拒动分析摘要：220KV母线差动保护动作时，切除故障母线上所有开关，同时通过操作箱的三跳继电器启动远跳切除对侧开关。
本文以220KV线路CSC103光纤保护装置为研究对象，对其保护远跳拒动进行分析，同时还介绍其发送和接收远跳功能的原理。
希望通过本文的分析能对今后的运行及继保人员熟悉掌握220kV线路的远跳功能，出现类似的故障问题，能够迅速准确有效地分析保护动作行为。
关键词：短线路；近端母线故障；保护拒动；动作行为分析我国电力系统中，220KV及以上电压等级通常采用光纤作为传播数据信息的通道。
这种方式有其独特的优点：首先，其有很强的抗干扰能力，可靠性较高。
其次，数字光纤通道，在交换了两侧电流数据的同时，还交换了开关量信息，远跳保护就是利用主保护的光纤通道进行数据交换，从而实现远跳功能。
本文以某220kV线路CSC103光纤差动保护装置为研究对象，对其远跳保护拒动进行分析。
1远跳的概念故障点在母差保护动作范围，由其快速动作，切除故障母线运行开关，对侧变电站故障点没有在线路保护范围，无法快速解除故障，要由对侧线路保护装置的后备保护经延时切除故障，影响系统的稳定运行。
为了实现快速保护动作，设置远跳功能，在母差和失灵保护动作后，启动三跳继电器，利用主保护光纤通道，远跳对侧开关。
2远跳动作原理将采集得到远跳开入为高电平时，经滤波处理确认，作为开关量，连同电流采样数据及CRC校验码等一起打包为完整的一帧信息，通过数字通道，传送给对侧保护装置。
启动元件主要包括重合闸启动元件、零序电流启动元件、静稳破坏的启动元件、弱馈低电压启动元件以及电流突变量启动元件。
无论启动哪一元件动作，在动作启动之后，都是将保护及在开放出口安装的继电器的正电源进行启动。
220kV某线路长度3kM，配置两套主保护。
2017年3月25日，电厂侧母差保护动作，给220kV线路主保护CSC103B远跳开入，变电站侧CSC-103B保护未动作。
浅析220kV变电站母线失压及处理
1）母差死区故障，两条母线跳闸。220kV母联212断路器与CT之间发生故障，母差保护动作，母联212断路器及220kVⅠ母上231、201断路器跳闸。2）单母故障，母联断路器拒动。220kVⅠ母故障，母差保护动作跳212及Ⅰ母231、201断路器，母联212断路器拒动，212失灵启动，跳开Ⅱ母232、202断路器，Ⅰ、Ⅱ母失压。3）一条母线检修，另一条母线故障。110kV水西Ⅰ回1331隔离开关检修，将110kVⅠ母、133断路器停电处理，所有出线倒至110kVⅡ母运行，之后110kVⅡ母故障，母差保护动作，110kVⅡ母失电。4）两条母线同时故障。110kVⅠ母、110kVⅡ母失压。5）倒母线时，母线故障或发生误操作事故。
（一）母线故障类型。
（1）单母失压。220kVⅠ母或Ⅱ母单母失压；110kVⅠ母或Ⅱ母单母失压；35kVⅠ母或Ⅱ母单母失压。
（2）双母失压。220kVⅠ母、Ⅱ母全部失压；110kVⅠ母、Ⅱ母全部失压。
（二）母线失压原因。
（1）单母失压。
1）母线故障。220kV、110kV、35kV任何一条母线母差范围内发生故障，相应母线差动保护动作，跳开故障母线相联所有断路器。例如：220kVⅠ母发生故障，母差保护动作，一时限跳母联212断路器，故障电流依然存在，二时限跳开201、231断路器。2）线路故障，线路断路器或保护拒动。线路断路器应跳而未跳开时，在220kV系统中，断路器失灵保护动作，它的跳闸回路与母差保护用的是同一个回路，跳母联及故障母线上的所有断路器。220kV草水Ⅰ回线线路故障，231断路器拒动，断路器失灵保护动作，跳开母联212及201断路器，220kVⅠ母失压。
110kV部分：#1主变110kV侧101断路器供110kVⅠ段母线运行，#2主变110kV侧102断路器供110kVⅡ段母线运行，母联112断路器联络Ⅰ、Ⅱ母线运行，Ⅰ、Ⅱ段母线PT运行；110kV水木线131断路器、水西Ⅰ回134断路器、水济线139断路器、水东I回144断路器联Ⅰ母运行；水易线132断路器、水西Ⅱ回133断路器、水东II回143断路器联Ⅱ母运行，水权线145断路器处冷备用。
郑州变电站220kV母差保护误动原因分析
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３ 郑 州变 母 差 两 次 误 动 的 差流 分 析
３ １ 两次误动 的简单 情况 ． 保护 误 动 后 ， 刀 闸 的二 次辅 助触 点 闭 台时 对 进 行检 杏 ． 发现 只 有 Ａ相 能 满 足 要 求。 困 此 在 倒
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一
１
关于对220kV变电站断路器失灵保护误动的分析
关于对220kV变电站断路器失灵保护误动的分析在本文中，笔者针对所工作的某220kV变电站，其在运转过程中，虽然失灵保护动作出现的几率比较小，但是由于涉及到多组断路器的调开，所以后果相对比较严重。
本文意在对失灵保护动作进行分析，从工程设计、建设施工、验收运维等方面提出防范措施。
标签：220kV变电站;断路器;失灵保护;成套保护前言电气设备在使用的过程中常常会出现各种技术故障而导致设备停止工作，其中断路器失灵就是一种比较常见的故障。
而断路器一旦失灵就有可能造成较大的损失，为了维持电气设备的正常运行，因此一般电气设备都设置了失灵保护。
所谓的断路器失灵保护是指当设备出现故障而发出跳闸命令，但是断路器没有按照指令来工作，此时就可以利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别。
当辨别出是异常之后，就能够在极短的时间内将同一厂区的其他断路器进行切除。
采取这样的保护措施后，可以将停电的范围控制在最小，避免电网崩溃。
1系统接线及保护配置情况现在使用较多的接线线路和保护柜一共有两套，具体如下。
220kVMY变电站是系统的中间变电站，其结构和组成如下图1所示。
220kV变电器一共配置了两套差动保护系统，这两套保护系统通过220kV A线路与220kVXY变联络。
2断路器失灵保护动作过程对断路器失灵的整个过程进行分析有助于我们对其进行有效的掌握，下面将按照时间顺序来对这个过程进行详细的叙述。
在0ms时，电压为110kV的C线路中的1号开关发生单相接地故障，220kV的A线路检测到故障电流。
278ms 时，保护启动失灵，A线路2开关被跳开，保护线路发出跳闸命令。
315ms时，A线路的1开关跳开;370ms时，A线路故障电流消失从上述过程可以看出，导致本此事件的原因是110kV线路出现了故障，这一故障又使得220kV线路断路器失灵保护装置产生了不正确动作，进一步导致故障范围扩大。
在高压电网，如果发生了故障断路器拒动，可以考虑采用失灵保护作为作为保护，来有选择性的快速切除故障，防止故障范围的进一步扩大。
一起母差保护误动事故分析
一起母差保护误动事故分析庄红山石辉新疆乌鲁木齐电业局（乌鲁木齐830011）摘要：本文主要介绍一起典型的母线保护误动事故，本次事故最终判断原因是CT暂态饱和以及母线保护抗暂态能力差，结论的确认有充分的依据，并经过科学的推理和验证，并提出相应的措施。
关键词：母线保护误动；CT饱和；抗CT饱和特性1事故经过2008年8月24日21点50分，乌鲁木齐电业局220kV米泉变电站110kV米腾线18＃杆C相合成绝缘子因雷电击穿闪络，造成C相接地故障，米腾线保护装置零序I段、接地距离I段动作；同时，米泉110kV母线保护W M Z-41A装置I I母小差和大差动作，切除了110kV I I母所有开关，相关出线的110kV终端站保护及备自投动作均正确。
2事故调查及分析事故发生后，乌局对110kV I I段母线设备及合成绝缘子进行检查，确认母线无故障后，按中调命令恢复110kVI I母供电，母线送电正常。
随后对110kV母差和米腾线保护装置和所有回路进行实验检测，实验和检测结果均合格。
随后我们根据调取的保护动作报文和故障录波图，分析后发现事故过程中的一些异常点，并就此展开调查，具体如下。
2.1110kV米腾线保护动作行为分析110kV米腾线保护型号是PSL－621C,线路故障时米腾线保护装置零序I段、接地距离I段保护动作跳闸,动作行为正确。
但从米腾线保护动作报告及录波图上看C相电流及零序电流有畸变，从录波图上分析其波形特点如下：（1）第一个半波波形向正半轴偏移很大,这说明故障电流存在很大非周期分量的。
（2）第二个半波略有畸变,从第二个周波开始,波形基本恢复正常。
2.2母线保护动作分析米泉变110kV母线保护型号是W M Z-41A，其母差动作逻辑如下：依照母差动作逻辑公式，将母差录波数据录入E X C E L表计算出大差和I I母小差，以及制动电流。
分析计算结果，“动作情况”大于零的满足动作条件，可以发现从0点至8点，计算值大于零，110kV 母差满足动作条件。
220kV变电站设备异常及事故处理分析
220kV变电站设备异常及事故处理分析摘要：随着社会的进步，推动了电力行业的快速发展，变电设备是电力系统的重要设备，是保障电力系统可靠运行的基础。
如果设备的异常及缺陷没有得到及时处理，将直接威胁整个电网的稳定运行；若设备异常原因造成大面积停电，会对整个经济生产和人们正常生活带来巨大的影响。
为了更好地保障电力系统的安全稳定性，确保电能输送质量及减少线损带来的损耗，必须提高设备的安全可靠系数以及运行可控参数；同时，要加强对设备的巡视和监控，及时对发生的设备及事故进行处理，查出事故原因，消除故障隐患。
关键词：220kV变电站；设备异常；事故处理引言在电网发展进程中，随着网架规模的增长，变电站的数量也显著增多，尽管当前智能变电站已成为发展趋势，一定程度减轻了变电站运维的工作压力，但变电站运维是必不可少的。
在长期运行中，变电站设备难免出现异常或缺陷，单凭自动化监测有些问题的发现并不及时，而且许多站内还有许多必要的运维工作，这突出了变电站运维的重要性，然而实际运维工作仍有问题存在，需要供电企业予以关注，积极推动变电站标准化运维管理。
1变电站设备异常的原因分析变电站运行所涉及到的设备包括：变压器、互感器、开关设备和防雷设备。
在变电站设备运行过程中出现异常的主要因素如下：第一，人为因素的影响，操作人员在变电站设备操作过程中，其电力系统知识掌握不全面，对于设备操作规则以及岗位制度不了解，导致操作失误，引起设备故障。
第二，变电设备自身存在缺陷，在变电站运行过程中，闭锁装置是保证变电站安全运行的基础，其不仅可以防止人员误入带电间隔，同时，也能够带电挂接地线，进而实现操作互锁的目的。
但是，回路具有保障功能,是保护变电站不会超负荷运行的关键，但是，在变电设备运行过程中，闭锁装置自身存在问题，则会影响闭锁功能的发挥，从而影响变电设备之间的相互配合，降低变电站的运行质量。
第三，防误解锁装置使用不当。
在变电设备运行过程中，由于装置运行管理不到位，使得防误解锁装置的使用也存在问题，同时，管理人员对变电设备的维修保养力度不够，造成设备腐蚀或失灵等问题，影响解锁装置的倒闸的工作时间，进而给变电站的运行带来影响。
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220kV变电站母差保护动作的事故分析
摘要：在我国现有的电力系统保护系统中，母线差动保护模块得到了很好的应
用。考虑到具体应用的实际需要和后续运行维护的方便，我国220kV变电站的高
压母线多采用双母线接线方式，母线开关上也设置了电流互感器。母线是电力系
统中的重要设备。快速排除母线故障有利于系统的稳定运行。母线差动保护动作
后，迅速查找并隔离故障点，以恢复母线上连接元件的运行是非常重要的。本文
就220kV变电站母差保护动作的事故进行详细分析。
关键词：220kV；变电站事故；母差保护动作
1 引言
母线是变电站内的重要设备之一，起着汇聚和分配负荷电流的作用。220kV
变电站内的母线，常用的接线方式有双母线、双母单分段和双母双分段3种，其
中双母单分段接线方式兼具双母线和单母分段2种接线方式的特征，因此该接线
方式除具有双母线接线的灵活性外，还可以满足限制母线短路电流或系统解列运
行的要求。
2 母差保护原理
母线差动保护主要是指基于收支平衡原则的保护方式。由于母线上有进出线，
正常情况下，进出线电流相等，电位相对平衡[1]。因此，当总线发生故障时，良
好的平衡将被打破。当确定母线故障时，相应的保护元件将首先启动并断开母线
上的断路器。在双母线运行方式下，将故障母线隔离并切为另一条母线，以避免
母线故障引起大范围停电。在母线差动保护中，具体的保护屏蔽参数也不同，如
比较电流是否平衡，比较电流相位是否一致。母线差动保护的合理使用，可以显
著提高母线使用的安全性，避免各类大事故的发生。一般来说，母线差动保护的
相关装置主要用于220kV及以下母线，或在分段断路器和母联断路器中作为旁路
断路器。当线路侧开关跳闸时，故障信号随之出现。同时，全线将确定故障信号
发生点，使母线差动故障保护装置闭合跳闸所有开关。但对于母联开关，如果发
生故障，则不会产生故障信号。整条线路的故障控制主要由母线差动保护中的大
差动比元件来完成。因此，在使用母线差动保护系统时，相关技术人员应根据实
际情况进行合理选择。
3 母线故障特性
220kV变电站母线的故障特性和换流器的原理息息相关。目前国内直流配网
工程较少，其中较典型的换流器为电压源换流器(VSC)[2]。220kV变电站系统故障
主要有极间短路、直流侧对地短路等，其中以极间短路最为严重。与交流系统相
比，220kV变电站网母线或线路发生故障时，故障电流上升更为迅速。且220kV
变电站网中电力电子器件较多，不像传统交流配电网具备大量的惯性环节。在发
生短路故障尤其是极间短路时，直流侧的滤波电容会对故障点快速放电。由于直
流电容直接并联在VSC直流侧，因此电容放电和故障电流的快速上升无法受VSC
自身的控制，故障电流的上升速度会比传统交流配电网快一个甚至多个数量级。
在发生较严重的直流故障时，VSC为避免本体损坏，会在几毫秒内自动闭锁和锁
定绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，同时交流电源会通过IGBT反并联的续流二极管向
故障点不停地注入整流电流，导致故障电流难以自行衰灭。常规保护装置采集母
线电压和各条线路电流，主保护采用母差保护，动作时间一般大于10ms。由于
直流故障电流迅速上升，在发生极间故障瞬间故障电流上升2000A/ms以上，希
望在故障刚发生未到稳态时即切断，因此常规的交流保护方案直接应用于直流的
快速保护还有待改进。
4 改进措施
4.1 失灵启动回路
老的220kV出线电厂失灵启动回路大多在母线保护外实现，母线保护仅提供
跳闸出口。失灵判别元件由第一套线路保护启动失灵出口和第二套线路保护启动
失灵出口与电流继电器共同组成，通过原单套母线保护的跳闸出口来实现失灵保
护功能。根据相关要求，新的母线保护能够实现失灵电流判别功能，因此线路保
护，主变保护等只需提供启动失灵接点至母线保护，失灵启动方式遵循“一一对应”
的原则。具体的改造方案为：第一套线路保护/主变保护的启动失灵接点接入第一
套母线保护，第二套线路保护/主变保护的启动失灵接点接入第二套母线保护。对
于单套配置的母联保护，分段保护，启动失灵接点需分别接到两套母线保护。原
失灵电流判别继电器退出使用。如电厂老母线保护仍然保留作为第一套母线保护，
则仍需使用原先的失灵电流判别继电器。
4.2 母线及相关开关改造
1）继电保护安全措施执行。主要是隔离交、直流电源和NCS告警信号。由
于后期需要拆除屏柜的外部电缆，故该安措的执行地点应该选择在电缆的对侧屏
柜内。2）母线保护屏电缆封堵拆封，电缆拆线，并将电缆抽移至电缆夹层并做
好保护措施。保护屏电缆拆除前需进行验电工作，防止人身触电及设备安全运行。
同时电缆拆移至电缆夹层后应及时做好电缆对应的屏位标记保护，保证电缆芯线
方向套不脱落，避免标识丢失而耗费时间进行核对。3）原保护屏拆除、新保护
屏安装。4）电缆敷设及接线。原母线保护的电流回路接地点在母线保护屏，而
改造后的微机保护的电流回路都是分路单独进入保护装置，相互之间没有电器联
系。5）保护整组传动。涉及与其他设备之间的传动时需谨慎，防止引起其他设
备不安全运行。
4.3 单机更换方式
又称为“掏屏改造”，即在不改变原有屏柜及端子排情况下，仅对保护装置进
行更换。不涉及保护屏柜更换，故将沿用原有屏柜端子排，其二次外部回路不需
要过多变动，仅需要对内部二次线及增加电缆进行敷设。简要实施步骤如下：1)
安全措施执行阶段。退出待改造母线保护，将屏内所有内部装置与端子排间二次
接线拆除，可在本屏端子排或户外端子箱中对电流回路进行拆除与自封，跳闸、
失灵等重要回路须在对侧保护也进行拆除。2)装置屏柜更换与二次回路敷设阶段。
装设装置，按照设计图纸对原有二次回路及新增电缆进行敷设与接线。3)保护装
置单机调试。对母联、分段断路器位置、各间隔的刀闸位置等电缆进行恢复，对
新安装的母线保护进行单机调试，对跳闸、失灵回路进行功能验证[3]。4)安全措
施恢复与保护投入。在端子排处恢复电流回路，在相应线路保护与变压器保护处
恢复跳闸及失灵回路，验证电流接入正确无误后投入该母线保护。另一套母线保
护改造按上述改造步骤进行。
4.4 现有母线保护程序升级
利用软件优势，在原有母线保护程序上进行升级，设置专用的旁路支路，增
设专用的控制字或软压板，对代路主变压器或线路支路进行区别，产生不同的保
护逻辑效果，在代路线路断路器时，执行线路支路逻辑;代路主变压器支路时，执
行主变压器支路逻辑。其优势在于现场实现方案简单，回路清晰，运行操作简单，
避免了因回路复杂、操作复杂带来的影响。但是由于目前尚无标准化设计规范文
件支撑，该方案难以取得入网检测合格证书，也不利于装置版本的统一管理，因
此还需要大量的协调推进工作。
5 结束语
在电力系统中，母线保护对电网的稳定运行起着非常重要的作用，因此要求
母线保护具有灵敏度高、运行速度快、可靠性高等特点。在今后的工作中，运维
部门要加强继电保护专业化管理，深入开展设备隐患排查，对存在的隐患要及时
处理。特别是在雷雨天气，要加强对变电站设备的检查，充分考虑变电站内的各
种情况，对可能发生的各种事故采取相应的措施，确保变电站内所有设备稳定可
靠地运行。
参考文献：
[1] 王玲,吴涛,朱云.双母线接线方式下的母差保护互联启动分析与探究[J].陕西电
力,2015,43(10):79-81.
[2] 母线保护装置通用技术条件:DL/T670—2010[S].
[3] 许湧平.双母线差动保护在不同故障点动作行为分析及对策[J].电力技
术,2009(8):63-67.