摘要：电力系统中起保护作用的差动保护,一旦发生误动反而起不到保护作用,影响系统安全稳定运行。当机组投运后启动增压风机时,由于脱硫电源差动保护电流互感器(TA)的电流饱和造成差动保护误动,严重影响了设备运行的稳定性、供热的可靠性和机组的安全稳定经济运行。
关键词：特高压；直流输电线路；差动保护；改进方案
一、线路保护所使用设备的基本原理以及现状
目前,我国所使用的220kV及以上高压输电系统中,大多数系统都加入了无延迟的切断保护装置,能够做到在系统中发生任何一点故障都能及时切断电源,从而保证了电力系统的稳定运行。在这套系统中,依旧需要采用纵联保护原理才能完成系统的建立,其原理就是利用微波或管线通道将4条纵联线路中含有数字信号以及数字光纤信号的电流瞬时传送到处理器当中。而进行超高压长距离输电输电线的原理则是采用纵联保护,能够避免使用中所出现的各种问题。
此外，世界上许多国家都致力于光学电流互感器的研究，旨在将其发展成为数据采集的主要设备。由于电力系统中有许多强链路，在这种高压电流环境下，电子设备容易受到干扰和损坏。在此背景下，光电技术和光纤技术应运而生。该系统采用的光纤技术可以有效地解决电子器件在高压电环境下难以工作的问题。根据法拉第磁光学原理，完成了系统中使用的光学电流互感器。设备抗干扰能力强，运行稳定性高，使电力系统能安全稳定运行。
数字电流差动保护系统是在线路两端安装电流互感器。通过测量线路两端的电流，可以计算出线路两端的电流差，从而确定是否对其施加保护作用。在该系统中，了解继电保护各端口的电流信息是非常重要的。通常，如果我们想判断差分电流信息，只需要知道每个端口上的电流值，但如果我们想提高判断的准确性，除了在信号上增加采样值和矢量值外，还可以增加状态信息和控制命令。提高准确性。
目前，为了满足系统的测控要求，室外变电所使用的设备需要通过控制电缆将电压、电流信息引入控制室。电缆敷设时，需要大量的电缆作为系统安装的原材料，这需要大量的人力和物力资源。而且，电缆之间的电磁干扰非常严重，测量精度很低。
现代使用的光纤线路集成了主机的保护、控制和测量功能，安装非常方便。它可以安装在室外变电站附近，大大减少了所需的人力和电缆。系统直接计算被保护设备的电压和电流，经计算机处理电子信号后，通过计算机将其传送到控制室，提高了传输效率。在传输信息时，系统直接利用光纤进行传输，避免了电磁干扰对传输效果的影响。
二、变比不同引发装置差动保护动作
（一）现象及原因分析
北元化工聚二分厂在更换高压柜时,电流互感器变比发生了变化。由800∶5更换为1000∶5。理论上IM、IN大小相等,方向相反,即IM+IN=0。IM/Im=二次匝数/一次匝数,所以只要两侧变比一致,系统无故障,那么二次电流就一致。
由于在更换高压柜时IN侧电流互感器变比发生了变化,导致IM+IN≠0,从而产生差流,引发差动保护装置动作。
（二）防范措施及注意事项
更换差动保护装置更快更直观。但是，在更换电流互感器时，应同时更换侧电流互感器。更换时，应明确标识原电流互感器的两条电流线。在更换前，应确保电流互感器耐压试验和特性试验，为差动保护装置的可靠性和稳定性打下基础。
三、线路故障引发装置差动保护动作
（一）现象及原因分析
北元化工聚二分厂在更换高压柜和电流互感器时,电流互感器极性发生了变化。电流互感器一次绕组标注P1、P2,二次绕组标注为S1、S2。P1和S1为同极性,同样P2和S2也是同极性;反之,P1和S2及P2和S1就是反极性。当电流I1从一次侧P1端流进后,二次侧电流I2就会从S1端流出。电流互感器的二次绕组S1端与保护装置的输入端连接,S2与保护装置的同相输出端相连称为正引出;而反引出的连接方式正好相反。这时接入保护装置的两个电流流入的方向就必须是一个流进保护装置,另一个流出保护装置。如果电流互感器极性接反或者改变电流互感器安装方向,则会引发差动保护装置动作。
（二）防范措施及注意事项
在实际的现场安装接线过程中,北元化工聚二分厂的接线人员按照正引出的方式接线,高压柜端子排和保护装置必须保持一致,并将电流互感器S1、S2引到端子排,方便日常检查维护和极性调整。
四、线路相序发生变化引发差动保护动作
（一）现象及原因分析
北元化工聚二分厂在更换配电柜时,由于电缆头重新制作,相序有可能发生变化而导致保护装置动作。测相序最快速的办法是将电缆A、电缆B和电缆C电源测分别对地核对(将AB、AC、BC再核对一遍)。须注意的是核对完必须标识清楚。进线电缆相序对用电设备的稳定运行相当致命,尤其是一些双电源并列运行的企业,相序发生变化对供电系统是致命的灾害。单电源运行的企业,电源相序发生变化50%的概率会导致转动设备反相运行,压缩机等设备将受到严重损坏;同时,在正常情况下,保护装置线路两端电流方向相反、大小相等,相位角相差180°。一旦相位发生变化,IM和IN的大小、方向相位均发生了变化,导致差流保护装置动作。
（二）防范措施及注意事项
鉴于上述两元化学聚分公司明确要求，每根进线电缆必须在核相功率鉴相器后使用，相关人员确认后方可投入运行；同时，只要变压器和出线电缆发生变化，操作人员仍必须记住核相。
五、感应电流的影响5线引起差动保护
（一）现象及原因分析
在电缆敷设方式上，电缆桥架和电缆通道及多条并行电缆敷设。在外部故障或线路冲切时，会有高频电容电流大于50赫兹。因此，电缆瞬时电流差动保护值可能较大，同一电缆运行时也会感应电流对电缆进行保护，极易造成保护误动作。
（二）预防措施和注意事项
两元化工厂采取的主要措施是提高启动电流值、感应电流的影响、分开敷设保护电缆，或采用屏蔽电缆减少感应电流对差动保护装置的影响。
六、差动保护引起的采样时间不一致
（一）现象及原因分析
进线侧电流和出线端电流分别由两台设备采样。如果采样的两端在不同的时间，得到的电流瞬时值两端不相等，相量也不等于零，造成保护装置故障电流不平衡。
（二）预防措施和注意事项
北元化工聚二分厂计划对现有PSL646光纤电流差动保护装置更换为MLPR-630Hb成套保护装置。该装置具有原南方产品的全部功能，同时也对原保护装置进行了最新产品的升级换代，与旧装置相比，新装置的功能更加完善，计算速度提高了强大，保护动作提高了精度，运行更加稳定，使用寿命为2倍。并且实现了与后台监控系统高速通信，操作人员掌握了两者。相关数据线在运行中，确保系统的运行安全。
七、结论
电流互感器一二次线路发生变化时,可以选择先退出差动保护,线路得电后观察差流,然后逐渐增加负荷,看差流变化情况,如无明显变化,可投入差动保护;如在调试时,差流不平衡且数值较大,随负荷增大逐渐增大时,短接电流保护端子,调整电流互感器二次极性。如上述问题仍得不到解决,则申请线路停电,须对电缆耐压并对线路进行核相检查。除上述原因引发差动保护动作外,影响输电线路光纤差动保护动作的原因较多,如电容、电流等仍需操作人员在应用的过程中不断总结、不断完善,也希望同行业提出宝贵意见。通过此次故障分析与查找,操作人员提高了业务技能;同时,要求操作人员认真对待每一起故障,并认真分析、积极改进,逐渐完善供电系统的可靠性。
参考文献：
[1]夏建矿.关于输电线路光纤电流差动保护的若干问题讨论[J].电力系统保护与控制,2017,38(10):141-144.
[2]张方军.基于瞬时采样值的线路光纤纵联差动保护研究[D].河海大学,2017.
[3]张宇蓉.在光纤差动保护中实现高精度测距的研究[D].华北电力大学(保定),2017.
论文作者:袁晓江,冀一鸣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
标签：电流论文; 电缆论文; 差动论文; 保护装置论文; 线路论文; 电流互感器论文; 光纤论文; 《电力设备》2018年第30期论文;