RCS-915AB母差后備保護誤動作原因分析及防范措施

喬成銀，陳 波

（寧夏電力公司檢修公司 寧夏 銀川 750011）

目前南瑞RCS-915型母差保護在220 kV及以上電壓等級電網中大量應用。其中，RCS-915型母差保護設一后備保護段，其作用是當大差元件動作，小差比率差動元件不動作，且任意母線復合電壓閉鎖元件開放時，經250 ms延時無選擇性切除母線上所有的元件。因此，母差后備保護誤動作會直接導致變電站220 kV系統失壓，影響供電可靠性，甚至會破壞系統的穩定運行，其后果十分嚴重。文中所敘述的一起母差后備保護事故，旨在探明造成誤動的原因，采取有效措施，保證電網的安全穩定運行。

1 事故經過

某220 kV變電站 220 kV母線為雙母線接線，220 kV甲線及220 kVⅠ母為檢修狀態，220 kVⅡ母帶全站負荷。220 kV母差保護為雙重化配置，分別是許繼公司的WMH-800A母差保護和南瑞公司的RCS-915 AB母差保護。 事故當日，變電站的計劃檢修工作為220kV甲線間隔設備預試和保護定檢。當日10時30分，工作人員在220 kV甲線C相電流互感器底部本體接線盒處緊固二次接線柱，11點02分 9秒454毫秒，220 kV母差保護 2（RCS915AB）的母差后備保護動作，跳開 220 kVⅡ母上所有斷路器，造成220kVⅡ母失壓。

2 母差后備保護動作行為分析

2.1 電流互感器兩點接地

現場工作人員在甲線C相電流互感器底部本體接線盒處緊固二次接線柱螺絲過程中，將甲線線路保護電流繞組端子（接地點）與其相鄰的母差保護（RCS-915AB）的電流 C相繞組端子短接，造成母差電流回路在戶外端子箱處和保護控制室內兩點接地 （母差保護電流二次接地點在母差保護屏內），進而在電勢差的作用下，產生了附加電流。如圖1所示。

圖1 電流兩點接地二次回路圖Fig.1 Secondary circuit two-point earth diagram

經現場測量，兩接地點間電勢差為0.43 V，在電勢差的作用下，母差保護甲線間隔C相電流回路產生了0.45 A的附加電流（CT回路電阻實測為0.9歐姆），最終造成母差保護大差元件動作。

2.2 感應電壓產生的干擾

RCS-915AB母差保護的母差后備保護動作，需經任一運行母線的電壓閉鎖條件開放。保護判斷母線運行判據為：1）當該母線的任一相電壓大于0.3Un；2）當該母線的任一支路電流超過0.04In；3）當該母線的零序電壓大于母差零序電壓閉鎖定值（程序固定為6 V）；4）當該母線的負序電壓大于母差負序電壓閉鎖定值（程序固定為4 V）[1]。

事故發生時，變電站 220 kVⅠ母為檢修狀態，Ⅰ母PT刀閘、電壓二次保險均在斷開狀態，但母差保護裝置仍采集到Ⅰ母存在電壓（A相6.6 V、B相 0.64 V、C相 0.12 V、零序電壓6.8 V）。檢查發現，變電站將220 kVⅠ、Ⅱ母的A相電壓采用同一根四芯電纜送至各線路間隔（用于檢同期）。事故當日，Ⅰ母A相電壓芯線受到同纜內的Ⅱ母A相電壓感應干擾，產生感應電壓，導致母差保護錯誤地將檢修Ⅰ母線判斷為運行母線，并開放了電壓閉鎖元件。

綜上所述 ，事故發生時，由于CT兩點接地，產生了0.45 A的附加電流，造成大差元件動作，小差元件未動作，同時RCS-915AB母差保護裝置中“運行母線”判據不完善，導致感應電壓大于運行母線判據時，且感應電壓值達到電壓閉鎖開放條件（3U0≥6 V）時，開放母差后備保護，保護動作切除Ⅱ母母線上的所有斷路器。母差后備保護動作邏輯圖。如圖2所示。

圖2 后備保護邏輯Fig.2 Backup protection logic

3 防范措施

3.1 加強現場繼電保護工作管理

深入開展二次回路工作危險點分析預控工作[2-3]。在電流、電壓、直流等回路工作前，認真檢查工器具是否絕緣，對螺絲刀等工器具做必要的絕緣處理，防止誤碰導致電流繞組兩點接地。 進一步完善二次作業安全措施，及時修訂二次專業相關標準化作業指導書及二次安全措施票。 電流二次回路工作的安全措施，應充分考慮檢修工作可能對母差保護、穩控裝置等運行設備的影響，可靠短接并斷開與運行二次設備的聯系，防止誤碰情況發生。

3.2 落實繼電保護反措，消除母差保護交流電壓回路感應電壓及完善二次等電位平臺

一方面，母差保護交流電壓回路按獨立的、與其他保護電壓回路沒有關聯的原則設置，具體做法是采用2根4*4的交流屏蔽電纜，將母差保護Ⅰ母電壓、Ⅱ母電壓分別從電壓切換并列屏引致母差保護屏。另一方面，完善全站二次等電位接地平臺，在變電站戶外電纜溝內裝設截面不小于100 mm2的接地銅排構成戶外等電位接地網，并用截面不小于50 mm2、不少于4根銅排與戶內等電位接地網相連接，確保全站戶內、戶外等電位接地網一致[4-6]。

3.3 要求廠家完善保護邏輯，包括修改“運行母線” 判據和母差后備保護邏輯

1）修改 “運行母線”判據。修改后的判據為當該母線的任一相電壓大于0.7Un，或者該母線的任一支路電流超過0.04In時，保護裝置判斷為運行母線。相比之前的邏輯，修改后的邏輯電壓定值升高，由0.3Un升高到0.7Un，同時刪除原有的零序、負序判別條件。

2）修改母差后備保護邏輯，使其具有選擇母線的功能。母差后備保護改進后的邏輯如下：大差滿足動作條件，各母線小差均不動作，且任一運行母線電壓閉鎖開放的情況下，延時250 ms后備保護動作切除電壓閉鎖開放的母線所有連接支路及母聯（分段）開關，以及無刀閘的支路，邏輯框圖見圖3所示。

圖3 升級后的后備保護邏輯Fig.3 After the upgrade of the backup protection logic

相比與之前的母差后備保護邏輯，升級后的母差保護邏輯判據更加嚴格，保護誤動的概率更低，同時保護切除故障能力更加靈活，進而能夠更好的保障電網安全穩定。

4 結束語

任何事故的發生都是外因和內因共同作用的結果。本次事故的外因是電流兩點接地和感應電壓的干擾，內因是保護裝置的邏輯存在缺陷。因此，必須加強母差保護的運行維護和管理工作，做細做實繼電保護裝置的校驗工作，同時嚴格執行繼電保護相關規程及反措規定，才能保證保護裝置動作的靈敏性、可靠性。

[1]RCS-915AB型微機母線保護裝置技術和使用說明書[Z].南京：南瑞繼保電氣有限公司，2006.

[2]繼電保護及電網安全自動裝置檢驗規程[S].中華人民共和國國家標準化委員會，2006.

[3]微機繼電保護裝置運行管理規程[S].中華人民共和國國家發展和改革委員會，2008.

[4]國家電力調度通信中心.電力系統繼電保護實用技術問答[M].北京：中國電力出版社，1999.

[5]變壓器、高壓并聯電抗器和母線保護及輔助裝置標準化設計規范[S].國家電網公司，2008.

[6]繼電保護和安全自動裝置技術規程[S].中華人民共和國國家標準化委員會，2006.