现场︱通道自环引发保护不正确动作的故障分析及对策
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山西电力职业技术学院、山西世纪新盛电力有限公司的研究人员徐英、李朝勋，在2015年第9期《电气技术》杂志上撰文，随着光纤通信技术在电力系统继电保护中的广泛应用，由于通道问题引发的事故也时有发生，本文就是一起由于运维人员工作失误致使通道自环，同时由于保护装置功能上的缺陷，在长期运行过程中未被及时发现和处理，致使区外发生故障时越级误动，造成大面积停电的事故。通过对事故的分析，为以后的运行积累经验，避免类似事故的发生，确保电网安全稳定运行。
随着光纤通信技术在电力系统继电保护中的应用，输电线路两侧保护装置通过光纤通道构成纵联保护，光纤通道不仅可以传输开关量信号，而且能将本侧三相电流的幅值和相位传送到对侧，构成光纤距离、光纤差动两种不同原理的主保护，满足了高压输电线路保护无时限切除线路全长范围内故障的要求。那么，通道对继电保护装置的正确动作就起着尤为重要的作用。
下面就是一起由通道自环引起的保护的不正确动作的故障。
1 故障前运行方式
图1 系统运行方式
系统运行方式如图1所示，故障前丙站为终端站，经乙站与甲站相连，开关241、242、268、273在合位，开关267、243处于热备用状态。
2 故障分析
2013年8月6日22时07分，乙丙线路区域雷雨天气，乙丙线发生C相接地故障，乙站与丙站两侧纵联差动PSL-603光纤差动、CSC-101B纵联距离保护均快速动作，C相跳闸后重合出口，双侧均重合成功。
同时，甲乙II回甲站侧268开关纵联距离保护动作跳C相断路器，重合成功。甲乙II回线甲站侧268重合成功，转入正常运行40ms后，乙站侧242在线路无故障的情况下纵联距离误跳C相断路器。导致甲乙II回线非全相运行，产生零序电流，致使甲站侧268纵联距离与纵联差动保护零序后加速动作，永跳268开关，并向乙站侧发远跳命令，乙站侧242收远跳令后，跳开其它两相开关（A、B相），最终造成甲乙II回停运。
22时28分，甲乙II回268送电成功；22时31分，乙丙线241送电成功。22时58分，乙站恢复正常运行方式。23时10分，丙站恢复正常运行方式。
268故障录波图如图2所示：
图2 268故障录波图
242故障录波图如图3所示：
图3 242故障录波图
通过录波分析，甲乙II回纵联距离保护两侧收发信时间不一致。甲站侧发信时间为启动后27.8ms，收信时间为28.8ms；乙站侧发信时间为启动后124.6ms，收信为126ms。初步判断收发信存在问题，检查后发现通道在甲站侧通讯机房光配架处自环。
由于通道自环，乙丙线故障，甲乙II回268开关保护功率方向为正方向，27ms后纵联零序发信，自发自收，36ms纵联保护动作出口跳开C相。甲乙II回非全相运行，乙站侧纵联距离保护未动作，纵联零序判为正方向，124.6ms发信，126.5ms收信。
甲乙II回甲站侧CSC-101D保护594ms重合闸出口，660ms重合闸成功，甲乙II回线C相流过负荷电流，乙站侧纵联保护673ms后纵联零序保护CSC-101D出口，C相跳闸。
甲乙II回线乙站侧零序电流由有---无---有，甲站侧双套保护达到零序加速定值（2.5A），纵联距离及纵联差动保护后加速保护相继动作出口，跳268三相开关，纵联差动保护永跳后发远跳令，乙站侧纵联差动保护收到远跳令后出口跳242三相开关。至此甲乙II回线两侧开关均掉闸。
甲乙II回乙站侧CSC-101D保护700ms左右发C相跳闸原因：甲乙II回线区外故障，CSC-101D保护首先判为反方向故障，不发信，126ms后，纵联零序判为正方向，因C相无流（线路对侧单跳），选故障相为C相。660ms后，对侧C相单重成功，故障相有流，零序电流虽变小，但保护采用全周波傅式算法，有流5ms后，计算零序电流为2.7A（实际零序电流为不到0.5A），大于定值2.5A，因此有流5ms后纵联零序动作出口，单跳C相，造成误动。误动原因为保护装置在通信回路异常情况下，在非全相期间，保护的闭锁逻辑存在缺陷，导致线路无故障重合成功时，保护装置误动。
甲乙II回甲站侧PSL603保护零序III段加速原因：PSL603保护区外故障，差流为0，保护不动作，但开关C相单跳，单重成功后，40ms对侧跳开C相，达到零序III段加速定值（2.5A），永跳开出，并发远跳令,对侧收到远跳令后跳开其他两相开关(C相已跳开)。
甲乙II回线路两侧动作时序图如图4所示
图4 动作时序图
3 结论
针对本次事故，应从以下几方面做出处理，以免事故的再次发生：
1、加强运维人员的培训，提高运维人员认真工作的意识，工作完结后应认真检查，确保不留任何未恢复的状态；
2、作为保护调试人员在调试过程中应及时发现保护装置的缺陷，及时联系厂家更新升级软件，避免类似事件的发生；
3、CSC-101D旧版本的纵联距离保护在通道自环时不发任何信号，致使运维人员将通道误自环后不能及时发现和排除；此缺陷在新版本中已改进，但在早期投入运行的设备中还存在，建议相关运行单位加紧设备升级改造。
4、建议保护调试人员检查其他设备看是否存在同样问题，及时进行保护装置的软件升级。
通过这次故障分析，通道自环是造成保护装置不正确动作的主要因素，同时也存在人为因素，以及保护装置功能缺陷等综合原因致使保护误动，扩大停电范围，因此在实际工作中，应加强日常维护，及时发现问题，及时解决，避免类似事件再次发生。