高岭换流站011B换流变差动保护动作分析赵丽莹

高岭换流站011B换流变差动保护动作分析赵丽莹

赵丽莹

国网辽宁省电力有限公司检修分公司河北秦皇岛066000

摘要：在高岭背靠背换流站站系统调试过程中，单元1华北侧011B换流变A、B、C三相差动保护同时误动。本文从故障录波图入手，结合差动保护原理和故障时刻交流系统运行方式，对011B换流变三相差动保护同时动作的原因进行了详细分析，并得出CT二次回路极性接反是011B换流变差动保护误动的主要原因，同时，本文针对此问题提出了防范措施和改进建议。

关键词：CT极性差动保护

1引言

电力系统中，由于二次回路接线错误导致保护误动的情况较多，在高岭背靠背换流站站系统调试中，发生一起因电流互感器（以下简称CT）二次回路极性接反，导致换流变三相差动保护同时误动的案例。

经检查分析，011B换流变三相差动保护同时误动是因换流变A、B、C三相阀侧部分CT二次回路极性接反所致，当高岭变电站高天Ⅱ线短引线发生C相接地故障时，产生的零序电流流向中性点接地的011B换流变，使动作电流满足差动动作方程，导致三相换流变差动保护同时误动。待011B换流变相关差动保护CT二次回路极性修正后，再次充电成功。

2换流变差动保护原理说明

高岭换流站换流变电气量保护采用许继日立生产的SBH-100系列微机保护装置，每台换流变保护装置均双重化配置，保护装置中配置的差动保护均为常规比率制动式差动保护，换流变各侧电流互感器二次侧电流均以指向换流变为正方向，比率差动动作方程和特性图如下所示：

3单元1华北侧011B换流变差动保护动作原因分析

3.1从交流系统运行方式角度分析

011B换流变差动保护动作后，经现场检查换流变差动保护范围内的一次设备无放电灼烧痕迹，正常情况下，已空载充电近2个小时的换流变，其网侧和阀侧均应无电流流过，那么，是什么原因造成三相换流变差动保护同时动作？换流变空载运行时三相故障电流又如何同时产生？考虑011B换流变为新调试的设备，二次接线错误的可能性较大，如果系统发生扰动，那么就存在误动的可能。联想到换流变差动保护动作与变电站高天Ⅱ线短引线保护动作几乎是同时发生的，因此，可以初步判断两次保护动作可能存在一定的联系。

3.2从011B换流变CT二次回路极性角度分析

变电站高天Ⅱ线短引线处C相接地为换流变差动保护的区外故障，正常情况下，换流变差动保护无差流存在，应可靠不动作。通过上述分析可知，换流变差动保护装置均达到动作值，那么应是测量环节存在问题。如果CT二次回路极性接反，将使差动保护各侧电流同相位，差动电流增大，就有可能使保护达到定值而动作。

差动保护的原理是基于基尔霍夫电流定律，只要所有CT极性满足电流指向被保护的设备或全部与之相反即可（许继日立保护装置的各侧电流是以指向换流变为正方向），但是，换流变差动保护还应考虑换流变同名端对一次电流方向的确定问题，并由此来确定CT二次回路极性接线方式，以满足差动保护对换流变各侧电流互感器二次电流方向的要求。

4011B换流变差动保护动作的故障处理

由于单元1华北侧011B换流变A相阀侧末端套管CT二次回路极性已改接，只需将A相换流变阀Y侧首端、阀侧首端套管CT接入2套换流变保护装置的二次回路改为反极性接线（由S2流入保护装置）即可；B、C相换流变CT二次回路极性改接方式同A相换流变。处理时需注意，应将接入2套换流变保护装置的4个阀侧套管CT的二次回路极性均改接，使阀侧套管末端与首端电流始终保持反相位。改接部分对应于011B换流变A、B、C三相本体端子箱中2JD：17-20（阀Y侧首端两组CT线圈）、21-24（阀Y侧末端两组CT线圈），35-38（阀侧首端两组CT线圈）、39-42（阀侧末端两组CT线圈）将每组电缆芯对调。

此次变更只将接入2套换流变保护装置的阀侧套管CT二次回路极性改接，并且改接部分的CT二次绕组并未接至其它保护屏，因此，不会对其它保护装置构成影响。

5总结

本次高岭换流站011B换流变三相差动保护同时误动的发生，让我们及时发现并纠正了换流变阀侧套管CT二次回路极性接反的问题，若不是高天Ⅱ线短引线部分发生C相接地故障引起系统扰动，这个隐患可能会一直伴随到换流站投运，将严重威胁着直流系统的安全稳定运行。因此，做好换流变CT极性检查工作尤为关键。

在高岭背靠背换流站工程中，由于设计采用了阀侧末端套管CT作为换流变大差和小差保护的电流量，而CT二次回路接线仍采用正极性接法，使流入保护装置的电流量与实际要求相反，导致差动保护误动。因此，为实现常规的正极性接法，换流变差动保护宜采用阀侧首端套管CT，即可避免CT二次回路极性接反问题，优化设计。

参考文献：

[1]张保会尹项根主编.电力系统继电保护.北京：中国电力出版社.2005

[2]东南大学电力系统暂态分析（第二版）.北京：中国电力出版社.1995

[3]熊信银主编发电厂电气部分（第三版）.北京：中国电力出版社.2006

[4]王毓东主编.电机学.浙江：浙江大学出版社.1996

[5]许继日立SBH-100数字式换流变成套保护装置说明书.许继集团有限公司.2008