（中国南方电网超高压输电公司贵阳局 贵州贵阳 550001）
摘要：从一起500千伏变电站交直流串扰引起的保护误动，深入分析其动作过程及原因。交直流串扰容易造成保护无规律误动，严重影响电力系统的正常运行，同时就变电站运维过程中如何防止交直流串扰提出了建议。
关键词：交直流串扰；保护误动
前言
目前500千变电站仍然采用传统变电站的建设方式，一次设备、二次设备与控制系统之间通过电缆来联系。一般开关场面积大，开关本体与二次小室距离较远，电缆长度都比较长，交直流电缆数目比较多，容易出现直流接地和交直流串扰。本文就一起交直流串扰导致的保护误动进行了分析，并对可能出现的问题提出了几点建议。
1 误动原因分析
1.1跳闸前的运行方式
跳闸前500伏月石变电站500千伏部分正常运行，220千伏石湾线根据调度检修计划处于停运状态，其他电气部分均正常运行。
1.2跳闸过程
2016年12月17日，月石变值班员遥控拉开220kV石湾线204断路器开关过程中，500kV天月线5033、石圆Ⅰ线5053断路器操作箱第Ⅱ组跳闸线圈A相出口跳闸，开关位置不对应启动重合闸，900mS后5033、5053开关重合成功；2#主变5013断路器操作箱第Ⅱ组跳闸线圈A相出口跳闸，1800mS后，由开关本体第Ⅰ组三相不一致保护跳闸出口跳B、C相。
初步检查发现除5033、5053断控单元有重合闸出口事件报告外、月石变线路保护、主变保护、母线保护、安稳装置、测控装置均无任何动作信号及报文。
1.3跳闸原因分析
1.3.1跳闸后，运行保护人员就跳闸现象进行了可能性的分析，有以下三种可能性
1）直流系统一点接地
在大型变电站中，回路中常常使用很长的电缆，电缆越长对地的分布电容就很大。在控制回路中，直流正负极的对地电容就会很大。一般跳闸继电器与直流负极直接连接，如果此时出现直流负极接地，将会造成电容向跳闸继电器放电。电流 ，其中E为等效电容对直流负极的电动势，R为回路中的电阻，C为等效电容。从电流的变化可以看出，当C越大，电流放电的时间就越长，对继电器误动的影响就越大，保护越容易误动。
2）直流系统两点接地点
在直流系统发生正极两点接地，绝缘降低将会短接跳闸继电器前端的辅组接点，导致跳闸继电器动作跳闸；当直流系统发生负极两点接地，跳闸继电器两端绝缘降低有可能会导致故障时继电器无法动作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3）交直流串扰
交流系统属于接地系统，直流系统属于绝缘系统。当交直流串扰时，会导致直流接地，同时交流电流的干扰会导致直流继电器的误动或拒动。
1.3.2经过现场一二次设备检查分析，最后找到故障源，发现在220kV开关机构箱（位于开关下部的开关操作机构）内的开关辅助接点（提供开关变位信号）上有交直流同层的布置，造成开关分闸时，开关交直流接点之间因切断负荷而产生的电弧造成交直流电源之间的干扰。
220kV断路器本体二次接线有重大隐患，厂家在做二次回路设计时将直流第二组跳闸线圈用开关辅组常开接点和交流回路开关分闸次数记数用开关辅组常闭接点使用。开关机构辅组接点中的第三层，其中第三层的上端接点是开关的常开接点，用于开关的第二组跳闸线圈中，负责切断分闸时第二组跳闸线圈中的跳闸电流。对应的常闭接点第三层的下端则被设计用于跳闸计数器的交流回路中。因此在开关分闸过程中直流第二组跳闸线圈开关辅组常开接点对交流回路产生弧光短路现象，最终造成瞬间交直流串扰进直流回路的情况。而在开关合闸的过程中，第三层的下端接点切断的是交流电，基本上不产生弧光，合闸时不会出现干扰。
月石变的500千伏部分的控制、保护部分两个小室分布，整个500千伏开关场面积较大，由于开关的跳闸回路中启动TJR的回路较多，主要有母线保护和开关本体三相不一致存在通过长电缆接入的现象。电缆对地分布电容为每米200pf，当电缆足够长，分布电容过大的情况下，TJR有可能会误动。此外当TJR的动作功率较小时，只需要较小的分布电容就会出现继电器误动的现象，而提高TJR的动作功率，使TJR的分布电容就需要增大。由于TJR是由多个小中间继电器串联二而成，串联的继电器动作电压不一致，有一定的离散性。当回路中出现交流混入时，电压出现波动，动作电压低、动作速度快的就会先动作，而动作电压低、动作速度相对较慢的就不可能动作，这主要看干扰脉冲的幅值和宽度而定。
综上所述，此次故障是由于交直流回路设计存在缺陷，交直流回路接点之间在正常操作过程中出现串扰导致回路电压出现波动，同时扰动电压通过长电缆的对地电容传到整个直流系统中，导致部分动作电压低、动作速度快的继电器出现误动作，这样同一直流系统连接的保护将会出现没有规律的误跳闸。
2 解决措施
在变电站设备的设计过程中，要避免相邻端子、上下间隔同时使用交直流电源的情况，从根源上消除交直流串扰的可能性；提高跳闸回路中线圈的抗干扰能力，适当提高继电器的动作功率，防止继电器一经扰动就误动；在长电缆接线的回路中，可考虑用用光信号来代替电信号，减少场电缆对地电容对保护动作的影响。
总结
通过一起典型的交直流串扰事故分析，发现交直流串扰对保护运行的影响，导致系统内保护随意误动跳闸，对电力系统的冲击很大，直接影响到电力系统的稳定运行。同时提出适当提高继电器的动作功率、分离交直流电源混接的源头、降低长电缆的对地电容等措施来防止交直流串扰导致保护误动的情况。
参考文献
[1] 刘新春.直流接地造成发变组保护动作原因分析[J].继电器,2004,32(20):55- 56.
[2] 吴剑鸣，严正.控制电缆的分布电容对继电保护的影响及防范措施[J]. 电力自动化设备,2007,27(9):123- 125.
[3] 中国南方电网电力调度通信中心.中国南方电网公司继电保护反事故措施汇编[M].北京：中国电力出版社，2014.
论文作者:余超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/3
标签：回路论文; 交直流论文; 继电器论文; 动作论文; 接点论文; 电容论文; 电缆论文; 《电力设备》2017年第18期论文;