马建坤
（国网湖北省电力有限公司检修公司 湖北武汉 430051）
摘要：在超/特高压直流输电系统中，作为直流系统中的重要组成部分--交/直流滤波器，具有滤除网侧12n±1次/12n次谐波，为换流阀提供无功功率补偿的作用，改善系统电压质量。又因其投切频繁、高压电容易损易坏，直接影响直流输送功率和系统稳定。本文结合交流滤波器涉及一、二次设备一起故障，加以剖析、探讨，提出对该类型避雷器在设备检修、预试和运维等方面提出建议。
关键词：避雷器；录波；差动保护；交流滤波器
一、故障概述
2018年10月26日国网湖北电力有限公司检修公司运维的某座500kV换流站5623滤波器小组B套差动保护动作跳开5623小组开关。A套保护于2018-10-26 01：25：54.206启动，未动作。现场检查5623交流滤波器保护2盘柜二次检查RCS-976跳闸红灯亮，显示5623交流滤波器比例差动保护动作。5623断路器保护三相跳闸红灯亮。
该座500kV换流站高通滤波器的调谐次数：23.8/36.2；低通滤波器的调谐次数：11/12.94。每组滤波器的高、低端电容器组均采用“H”桥接线，配置了中元华电录波系统和保护装置自带录波装置。
保护动作元件采用“启动＋保护动作”出口跳闸方式，录波采用与保护录波相独立的录波器，可记录8次故障波形。
二、故障检查分析
事故发生后，现场检查均未发现任何有灼伤、爆裂一次设备，充油充气设备外观检查正常。调取现场故障录波器（中元华电）录波波形分析发现，5623交流滤波器B相尾端电流从启动时刻相对额定值不断降低（额定电流0.15A），跳闸时刻降低到的0.115A左右5623，
进一步分析，交流滤波器B相的首端电流与尾端电流矢量相减后约为0.11A。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如图2所示，计算B相首端电流标幺值、B相尾端电流标幺值和B相差动电流标幺值：
"B相首端电流标幺值" = 0.152A/0.15A/Ie≈1.015Ie
"B相尾端电流标幺值" = 0.115A/0.15A/Ie≈0.762Ie
"B相差动电流标幺值" = 0.102A/0.15A/Ie≈0.68Ie
图3 5623交流滤波器B相差流、尾端电流和比率差动动作门槛图（横坐标为采样点数，每点采样间隔为0.1ms；纵坐标为工频基波幅值，单位为Ie。）
可见，B相差动电流0.68Ie>比率差动启动定值0.35Ie，故两套保护均启动。穿越电流Itr为0.762Ie，避雷器电流Iblq为0（无避雷器支路CT），故制动电流取0.762；Kb1为比率差动制动系数，其定值为0.5，Icdqd为0.35Ie，则计算动作差动动作门槛值为Id>0.5*（0.762-0.2）+0.04Ie+0.35Ie=0.671Ie。
故障录波器记录的B相差流约0.68Ie，略超过差动动作门槛0.671Ie，如图3所示，即差动电流在比率差动动作的边界上。考虑二次回路传变误差、录波软件的波形计算误差及保护固有误差，因此，5623小组交流滤波器的B套保护动作而A套保护仅启动，是正常行为。
三、保护装置检查
对5623交流滤波器保护装置首端CT回路和尾端CT回路同时加入反向电流0.1A，故障相首端电流0.66Ie、穿越电流B相0.66Ie差动保护采样准确，定值检验准确测试结果正常。
四、一次设备检查
初步排除二次设备故障后，现场对5623小组交流滤波器一次设备绝缘进行了检查，在检查小组B相避雷器时，发现该避雷器动作次数增加一次（与24日抄录数据相比），进一步对避雷器进行试验，发现该避雷器绝缘电阻极低仅为0.02MΩ，判断为其内部击穿。
该避雷器位于滤波器差动保护范围内，由此判断该避雷器故障引起了此次保护未全部正确动作。
五、暴露问题及反措建议
此次避雷器故障，暴露处以下缺陷和隐患：一是避雷器运行时间长达32年，氧化锌颗粒出现变质，伏安特性不稳定不可靠，是造成此次设备停运的直接原因，二是由于此次击穿过程复杂反复，造成故障时间较长，未录到最大故障电流，造成第一时间内无法分析故障原因，延误事故处理速度。建议下一步根据预防性试验结果，对运行时间长的避雷器进行分批更换并加强设备跟踪、试验。从保护装置着手结合一次设备试验、运行状况有针对性调整相关设备参数，确保保护正确及时可靠动作。三是此次两套故障录波装置均为录到故障时刻波形，给现场人员分析带来困扰和分析方向不确定，不能及时查找故障原因和故障点，建议针对保护范围内有运行年限长的避雷器的保护，延长故障录波时间。
六、结语
综上所述，5623小组交流滤波器保护动作，判断是出现避雷器发展性对地短路故障后，由于差流在动作边界上，A套保护装置RCS-976AG仅启动而B套保护装置RCS-976AG动作出口，这符合装置既设逻辑，两套保护装置动作正常，但也暴露出设备老化，避雷器失去原有特性，保护定值设置中加入避雷器此类故障调整设备参数，提高保护动作可靠性。
参考文献：
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[5]RCS-976A系列交流滤波器成套保护装置技术说明书，南京：南瑞继保电气有限公司，2009
论文作者:马建坤
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/21
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