保护动作行为分析
一起罕见的输电线路故障保护动作行为分析
FUJIAN DIAN LI YU DIANG ONG第28卷第2期2008年6月IS S N 1006-0170CN 35-1174/TM一起罕见的输电线路故障保护动作行为分析林霖华（莆田电业局，福建莆田351100）摘要：从保护原理、故障特点、保护整定等方面，对一起非同杆架设线路两相之间发生短路、且故障点分别位于线路近区和末端（均属极端情况）的特殊保护动作行为进行了分析。
关键词：线路故障；微机保护；动作行为；重合闸中图分类号：TM773文献标识码：B文章编号：1006-0170（2008）02-0044-04某次台风造成了福建省莆田市220kV 涵石II 路发生了一起罕见的线路故障。
涵石II 路笏石变侧保护动作，判断为AB 相故障，不重合三跳；涵石II 路涵江变侧保护动作，判断为A 相故障，不重合三跳；涵江变涵迳I 路保护动作，判断为B 相故障，但重合成功。
该线路故障十分罕见，保护动作异常复杂，不仅保护装置的成功动作检验了其保护的正确性，而且保护动作行为的分析有借鉴意义。
本文拟对这起特殊的保护动作行为进行分析，以资交流。
1故障概况1.1故障前情况故障发生前，涵石Ⅱ路三相二次电流为0.6A ，两侧均采用CSL-101B+L FP-902A 双高频保护，LFP-902A 保护的重合闸投入。
涵江变侧涵石Ⅱ路接Ⅱ母运行，涵迳Ⅰ路接Ⅰ母运行，涵江变220kV Ⅰ、Ⅱ母线经母联25M 联络运行；旁路母线挂接涵石Ⅱ路运行。
接线图如图1所示。
图故障线路系统接线图注：开关黑色实心表示合闸状态，空心表示分闸状态，图示为故障跳闸后的开关状态。
11.2故障跳闸情况涵江侧：涵石Ⅱ路254开关A 相单相跳闸，未重合；2.5s 后，非全相动作跳三相开关。
故障选相判断为A 相故障。
同时，涵迳Ⅰ路251开关B 相故障跳闸且重合成功。
笏石侧：涵石Ⅱ路274开关三相跳闸，未重合，故障选相判断为AB 相故障。
保护动作情况如图1方框内所示。
配电自动化及保护动作行为分析
配电自动化及保护动作行为分析随着科技的不断进步和电力系统的快速发展，配电自动化已经成为电力行业中不可或缺的一部分。
同时，对于电力系统的保护动作行为分析也显得尤为重要。
本文将讨论配电自动化的概念、其在电力系统中的应用，以及如何分析保护动作行为，以确保电力系统的稳定和可靠性。
### 配电自动化概述
配电自动化是指采用先进的控制和监测技术，以提高电力系统的运行效率和可靠性。
它包括自动开关设备、远程监测和控制系统，以及智能保护装置。
配电自动化的主要目标是降低电力中断的风险，减少人为错误，提高电力系统的质量和可用性。
在现代电力系统中，配电自动化可以追踪电力负荷的变化，并根据需要调整电力分配，以确保系统在任何情况下都能正常运行。
它还可以在故障情况下迅速断开故障区域的电力供应，以最大程度地减少故障对整个系统的影响。
### 配电自动化的应用
#### 1. 自动开关设备
自动开关设备是配电自动化的核心。
对一起220KV线路故障保护动作行为的分析
对一起220KV线路故障保护动作行为的分析本文对一起220KV线路故障保护动作行为做了分析。
标签：微机保护保护算法精度速度1 概述2009年12月16日，石家庄电网某220KV变电站264线路发生A相线路瞬时性接地故障。
264RCS931BM电流差动保护、工频变化量阻抗保护动作，跳开264A相开关，重合闸动作，264A相开关重合，重合成功。
在此次故障中，PSL603GC保护只启动，没有保护动作出口。
保护动作情况兆通侧保护最快10ms动作。
RCS931BM型保护跳闸报告：10ms 电流差动保护跳A相11ms 工频变化量阻抗跳A相851ms 重合闸动作出口PSL603GC保护跳闸报告：1ms 差动保护启动859ms 重合闸动作出口2 分析由故障录波图可以看出，此次故障只持续了相当短的时间，南瑞的保护能正确动作，而南自的保护没有动作，可能的问题是出在两种装置的保护算法上存在的差异导致的此种结果的发生。
以下将分别列出两种保护的算法进行比较和分析：qRCS931BM装置主保护采用的是半波积分算法，当将半波积分当成一种保护算法时，不一定在短路10ms+TS时间后才开始计算，所以用半波积分算法，保护动作时间是非常快的。
而PSL603GC保护动作的算法为傅式全周算法，因此故障的持续时间非常短仅为10ms，因全周傅式算法有很好的滤波能力，但其数据窗需要一个周波加一个采样周期，响应时间较长，故对此次如此短的瞬间的故障响应能力不够导致保护只启动没有动作出口。
以下将详细分别介绍两种保护算法的原理：2.1 全周傅里叶算法傅式算法的基本思想来自傅里叶级数，它假定被采样信号时一个周期性的时间函数，除基波外还含有不衰减的直流分量和各次谐波。
设该周期信号为x(t)，它表示为各次谐波分量的叠加，这表明一个周期函数x(t)的各次谐波可以看成振幅分别为XS和XC的正弦量和负弦量的叠加。
根据傅氏级数原理，当已知周期函数x(t)时，可以求其m次谐波分量的正弦和余弦系数式中：T为x(t)时的周期，继电保护中感兴趣的是基波分量（m=1）因此基波分量的正弦和余弦分量的系数为求上边的积分可以采用梯形和矩形法，设每一周采样N点，则一周内各采样点分别为n\n-1\n-2，对应的采样值就是在这些点上的x(t)函数值x(n)、x(n-1)、x(n-1)，将上面积分式中的sinwt及coswt也进行离散化，于是有矩形法：可见它们就是非递归离散系统的一般表达式，此式可用于编程。
220kV线路保护动作的行为分析
９ ｍｓ 后发 出跳 Ａ，Ｂ，Ｃ指令 ，故 障 电流持 续时 间
稳态 量选 相 元件 ，所 有 反映变 化 量 的保 护 （ 工频 变 化量 阻抗保 护 ） 用变 化量选 相元 件 ， 所 有稳 态量 （ 如 纵 联 距离 、阶 段 式距 离 保 护 ） 用 稳态 量 选 相 元 件 。 本 装置 中采 用 工作 电压 变化 量 选相 元 件 及 厶 与
（ １ ）
（ ２ ）
Ａ ＝１ ／ ３ （ Ｉ Ａ ＋ａ ￣ Ｉ Ｂ ＋ａ Ｉ ｃ ） 本 次故 障相量 关 系如 图 ２所示 。
表２ Ｒ Ｃ Ｓ － ９ ３ １保护定值 （ 表 中 １为投入 ）
．
（ ３ ）
Ｊ
．
项 目参数
电流变 化量起 动值 ，Ａ
数值
０ ． １ ６
１ １
１ １
ａ ２ ｊ
２ ． １ ． ２ 选 相
＼ ／
／ ／ ＼ ＼ ＼
ａ
．
’
ＲＣ Ｓ －９ ３ １ 保 护 差动 选 相 元 件 工 频变 化 量 和 稳 态差 动继 电器 动作 时 ，相 应 动作相 选 为故 障相 ， 因 此保 护选 出故 障相为 Ｂ，Ｃ相 。 由于定值 中整 定为 投 多相故 障 闭重 ，因此保 护 动作 三跳 ，动作 行 为符 合 定值要 求 。 ２ ． ２ Ｒ Ｃ Ｓ －９ ０ ２保护 动作 行为 分 析 ２ ． ２ ． １ 动 作波 形 图 Ｂ，Ｃ两 相 故 障 电流 较 大且 相 位 基 本 相 反 ，Ａ 相 电流为 ０ ，存 在 一定 的零 序 电流 ，Ａ 相 电压 基本 无 变化 ，故 障时 Ｂ，Ｃ 电压 明显 降低 。保 护启 动后 ， 立 即启动 发 信 ，４ｍｓ后收 信 ，２ ２ ｍｓ 后停 信 ，停 信 后５ ｍｓ 发 出跳 Ｂ相 指令 ，故 障 电流 持 续 时 间大 约
220kV输电线路复合型故障保护动作行为分析
形见 图 ２ 九里变 侧 电流 电压 波形见 图 ３ ， 。
２ ２ 第二 次故障 ．
九 里变侧 强行送 电合 开关 。九里变 线路保 护
图 ３ 第一 次故 障九里变侧 电流电压波形图
收稿 日期 ：０ ００ —７ ２ １ －７１
豳
Ｓｈ ｎ ａｒ ｏｅ ｉｕ ｔ Ｐｗ ｃａＷ ｅ ｒ
李建清等 ：２ ｋ ２０ Ｖ输电线路 复合 型故 障保 护动作行 为分析
２１ ００年增刊（ ） ２
保护 未 动 作 ， 成 Ｂ 形 Ｃ两 相 运 行 状 态 ； 路 两 侧 线
动作 正确 。两 侧 纵 联 方 向保 护 采 用 了闭锁 式 方
Ｐ Ｉ０ Ｇ Ｓ６ １ Ａ高频保 护均未 动作 。系 统结 构见 图 ４ ＿ ， 龚 嘴水 电站侧 电流 电压 波 形 见 图 ５ 九 里 变 侧 电 ，
流 电压波 形见 图 ６ 。
式 ， 次故 障时均 未动 作 ， 析如下 ： 两 分 （ ） 一 次故 障 时 ： 次 故 障 对 于 九 里 变侧 １第 此
是接地故障， 纵联方 向保护在故障后不久正方向
－ Ｖ Ｉ Ｖ Ｖ ■ Ｖ 量
＼ 厂Ｖ
Ｉ
ＶＶ 八ｌ Ｖ ／ 、 Ａ
动作 单跳 Ｂ相 、 Ｃ９ ２ Ｒ Ｓ０Ａ距 离 Ｉ 和 高频 保 护单 段
跳 Ｂ 相 后 重 合 于 永 久 故 障 ， Ｓ １ Ａ 和 Ｐ ｉ０ Ｇ
Ｒ Ｓ０ Ａ均 加 速 三 跳 ； 嘴 水 电站 侧 Ｒ Ｓ０Ａ Ｃ ９２ 龚 Ｃ ９２ 高频零 序 方向保护 动作 单跳 Ｃ相 ， 由 Ｒ Ｓ２Ａ 并 Ｃ ９ １ 重合成 功 ； 线路 两侧 ＰＬ ０ Ｇ 高频 保 护 均 未 动 Ｓ６１Ａ 作 。系统结 构见 图 １ 龚 嘴 水 电 站侧 电流 电压 波 ，
双母双分段接线中母联和分段失灵及死区故障时母差保护动作行为分析
双母双分段接线中母联和分段失灵及死区故障时母差保护动作行为分析摘要：本文分析了双母双分段接线中出现母联和分段失灵或死区故障时母差保护的动作行为及其原因。
文章介绍了双母双分段接线的基本原理，母差保护的原理和作用，以及母差保护可能出现的动作行为和原因。
在此基础上，提出了对母差保护进行优化和调试的措施，包括保护设置优化、设备质量管理和保护动作记录和分析。
这些措施有助于提高保护系统的可靠性和稳定性，避免系统出现不必要的损失。
关键词：双母双分段接线、母差保护、动作行为分析、母联和分段失灵、死区故障、保护设置优化、设备质量管理、保护动作记录和分析引言双母双分段接线是电力系统中常用的一种接线方式，用于提高系统的可靠性和容错性。
在该接线方式中，系统被分成两个独立的回路，每个回路都有一个母联和若干个分段。
当一个分段或母联失灵时，系统可以切换到另一个回路，以保持系统的运行稳定。
然而，在双母双分段接线中出现母联和分段失灵或死区故障时，可能会导致系统运行不稳定或故障。
因此，需要使用母差保护来实现及时的保护动作。
本文将分析在双母双分段接线中出现母联和分段失灵或死区故障时母差保护的动作行为及其原因，以指导对保护系统进行优化和调试，提高系统的可靠性和稳定性。
一、双母双分段接线的基本原理双母双分段接线是一种将母线和断路器分段连接的方式，用于提高电力系统的可靠性和容错性。
在该接线方式中，系统被分成两个独立的回路，每个回路都有一个母联和若干个分段。
当一个分段或母联失灵时，系统可以切换到另一个回路，以保持系统的运行稳定。
在实际应用中，双母双分段接线主要用于高压电网和特高压换流站的重要部分，如变电站母线和换流变母线等。
该接线方式的优点包括：提高了系统的可靠性和容错性，减少了单点故障的风险，提高了系统的可维护性和可操作性。
双母双分段接线的主要构成部分包括：母线、分段、母联、断路器、隔离开关、接地开关等。
其中，母线和断路器是接线的核心部分，母联和隔离开关用于实现各分段的切换，接地开关用于实现设备的接地。
一起220kV母线差动保护动作行为分析
一起220kV母线差动保护动作行为分析作者：叶保璇来源：《沿海企业与科技》2009年第09期[摘要]微机母线差动保护在电力系统中得到了非常广泛的应用。
文章结合工程实例探讨分析220kV母线差动保护动作行为并提出改进措施。
[关键词]变电站；母线；差动保护；行为分析[作者简介]叶保璇，武汉大学电气工程学院在职工程硕士，海南电网文昌供电公司工程师，研究方向：继电保护调试、高压试验、变电检修，海南文昌，571300[中图分类号]TM773[文献标识码]A[文章编号]1007-7723(2009)09-0153-0002一、引言目前，微机母线差动保护在电力系统中得到了非常广泛的应用。
考虑到系统运行的需要和操作上的灵活可靠性，国内220kV变电站高压母线大部分采用双母线接线方式，其中，母联开关常常装设一组或两组电流互感器(简称CT)。
在母联开关与母联CT之间的地方，电力专业中常称之为“死区”。
根据实践统计，发生死区故障的几率相对较小。
正是因为小概率事件，才导致人们较少考虑到死区保护的重要性。
为引起人们对母联死区保护的足够重视，本文以一起事故事例，详细分析母联死区保护的成因的动作机理，并对这种保护提出改进措施。
某日17时54分，某一220kV变电站(记名为220kV G站)母线差动保护动作，切除220kV I母、220kVⅡ母所有线路开关及母联2012开关，导致220kV G站全站失压，与之有电气联系的6个1lOkV变电站同时失压。
该起失压事故共造成负荷损失约300MW。
二、事故前220kV G站的运行方式220kV G站双母线并列运行，母联2012开关处于合位，线路2701开关、线路2801开关、线路2901开关、#1主变变高2201开关、#3主变变高2203开关挂1M(I母)运行；线路2702开关、线路2802开关、线路2902开关、#2主变变高2202开关挂2iVf(Ⅱ母)运行。
母联CT装在Ⅱ母侧，其极性与Ⅱ母#元件一致。
主变各侧CT不同型号差动保护动作行为分析
问题。
关 键 词 ： 动 ； 护 动 作 ； 为 分 析 ； 圩 电厂 差 保 行 平 中 图 分 类 号 ： Ｖ ３ ；Ｖ ３ Ｔ ７７ Ｔ ７ ４ Ｔ ７ ５；Ｖ ３ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ １ １４ ２ １ 】６０ ８ －３ １０ － ８ （０ ０ ０ －１００ ２
２ ２ 三相短路 电流计 算 ．
（ ） 机 同时 运 行 时 高 厂 变 低 压 侧 短 路 ｄ １两
的三相 短路 电流计 算结 果 ：
１ ６＝３ ４８ ｋ ３． Ａ
０ １５ 厂 变 容 量 为 ４ Ｖ 电压 为 ２ ／ ． Ｖ、 ．３ ； ０ Ｍ Ａ、 ２６ ３ｋ 短路 阻抗 为 ０ １５ 脱 硫 变 容 量 为 ２ Ｖ 电压 ．０ ； ８ Ｍ Ａ、
０ １～ ； ． ２Ｓ厂变 高压侧 ｃ Ｔ为 ５ Ｐ型 ， 和 时 时间 常 饱
数极小 ， Ｔ ＝ ． ５Ｓ 取 ｏ ０ ０ 。不 饱 和 时 常数 很 大 取
＝
４ Ｓ则 有 制 动 电流 为 ： ６ 一 ． １ （ ＯＯ ， ｉ ： ０ ７ ７６ ＣＳ ｔ ２ ）
＋５ —ｔ５— ｅ ）计 算 出 的制 动 电流 各 瞬 时值 ｅ ／ ５ ，
统联 系 电抗 Ｉ ＝ ．０ ， 准 电压 为 ５５ｋ ／２ ｅ ０ ０２５ 基 ２ Ｖ ２
ｋ ／ ３ ｋ 基 准 电 流 为 ０ １ Ａ／ ． ２ ｋ ／ Ｖ ６． Ｖ； ． ｋ ２ ６ Ａ １
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练它几遍
＃2主变差动保护动作正确。 35kV乙线路电流波形 故障点应为主变差动保护范围 内的C相，35kV乙线路的B相 。 分析：这应为一个BC相异地 接地故障。从故障录波看，＃ 2主变高压侧有BC相故障电流 ，且故障电流波形的相位相反 ，这说明发生了BC相相间故 障；＃2主变中压侧只有B相电 流，没有C相电流，这说明在 ＃2主变差动保护范围内有C相 接地，差动保护范围外，有 B ＃2主变高压侧电流波形 相接地。＃2主变中压侧只有B 相电流与35kV乙线路的B相电 力相似，只是波形相位相差 180度，说明B相的故障点在 ＃2主变中压侧电流波形 35kV乙线路上。
一次设备
TA/TV 回路
保护装置
练它几遍
以下四幅110kV线路保护故障录波图，请分析出故障类型，并说明理由 。 第一幅
AB相相间故障。AB相电流增大，相位完全反相；AB相相电压变小；无3I0电 流；无3U0电压。
练它几遍
第二幅
ABC三相故障。ABC相电流均增大，相位差依然满足120度；ABC相相电压 变小；无3I0电流；无3U0电压。
LOGO
保护动作行为分析
杨易政 2014年12月
提纲
1
工作心得
2
系统系统故障保护反映简图
一次设备故障，故障电流、电压通过TA、TV转换，再通过回路反映到保护装 置，保护装置通过判别形成保护动作信息及录波。我们人通过保护装置及一次 设备状态判别故障设备。
工作心得
系统常见故障
练它几遍
某日保护动作信息如下： 22:56:34.373，甲开关站110kV甲一T线172线路保护启动，10ms快速距离保护动作，172 断路器跳闸。15ms零序保护Ⅰ段动作，20ms接地距离保护Ⅰ段动作，73ms重合闸启动 ，5284ms重合闸动作成功。 22:56:39.946甲一级电站110kV甲一T线101线路保护启动，未出口。 22:56:33.709甲二级电站110kV甲一T线逢春岭二级电站支线101线路保护启动，未出口； 22:56:39.080保护再次启动，未出口。 22：56时，220kV乙变110kV乙丙T线149断路器线路保护动作跳闸，重合闸动作成功。丙 电站110kV乙丙T线151断路器线路保护动作跳闸，重合闸动作成功。 请问，保护动作是否正确？若不正确存在什么问题，并说明理由。
断路器故有跳闸时间为52ms。故障切除时间为65ms，保护动作出口时间为 13ms，则断路器故有跳闸时间为65-13＝52（ms。 断路器重合成功时刻为2673ms。因为此时有线路电压出现。 重合闸为检母线有压线路无压重合闸。因为重合闸动作前，母线有压，线 路无压。 可能为相间距离I段、接地距离I段、零序I段动作出口。因为故障为AC相接 地、线路近端故障（切除时间为65ms），可能为相间距离I段、接地距离I 段、零序I段动作出口。
110kV甲变电站是一个单电源的终端变电站，110kV、35kV、10kV母线均为单 母分段，中、低压侧分段断路器断开运行（即＃1、＃2主变分列运行，主变接 线为YN0ynd11，主变110kV侧中心点经间隙接地）。某日，110kV甲变电站＃2 主变差动保护动作跳闸，当时的相关故障录波图如下所示。请问，＃2主变差动 保护动作是否正确，故障点应为什么位置，为什么故障点在这个位置？
练它几遍
第三幅
A相接地故障。A相电流增大；A相相电压变小；有3I0电流；有3U0电压。
练它几遍
第四幅
AC相接地故障。AC相电流增大，相位没有反相 ；AC相相电压变小；有3I0电流；有3U0电压。
练它几遍
假设第四幅图，保护动作出口时间为13ms，问断路器故有跳闸时间为 多少ms，理由？断路器重合成功时刻为多少ms，理由？重会闸类型， 理由？若保护配置为相间距离、接地距离、零序过流保护，此时可能 是哪些保护动作，理由？