摘要：目前，国内电网很多220 kV变电站保护装置由于运行时间较长，装置内部易损元器件性能降低，影响了继电保护的可靠动作。本文提及的这起220kV母线差动区外故障时保护误动作的事故，其原因是母线差动保护 (简称母差，下同) AC交流模件二次输出滤高频回路1个微法电容损坏，造成交流采样异常，从而引起保护误动。区外故障引起母差保护动作，对于电网安全稳定运行来说是重大隐患[3]。这类设备缺陷在电力系统正常运行时是很难发现的。
关键词：220kv；母线差动；误动原因
1 事故概况
2011年6月10日19:09:26，因雷暴雨，220 kV甲线因雷击导致线路B相接地故障，线路两侧2套主保护正确动作跳B相;该220 kV变电站220 kV第1套母线保护Ⅱ段母线B相差动动作，出口跳开220kVⅡ段母线上连接的母联2012断路器、2054断路器、2056断路器、2号主变压器2002断路器，220 kVⅡ段母线失压。事故时该站运行方式示意图如图1所示。
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图1 事故前系统接线示意图?
2 事故检查与分析
2.1 事故检查
1) 为确认事故发生前母差保护装置、各出线间隔保护装置及直流电源系统等是否存在异常告警现象，调阅了事故发生前变电站内的巡视记录、监控记录以及保护管理机历史信息，事故前该220 kV变电站第1套220 kV母线保护及其余二次设备未有告警等其他异常信号。
2) 从该套母差保护2010年定检的记录中查到，第1套220 kV母线保护装置采样正确，功能试验及回路检查未发现异常，设备检验合格。
3) 从220 kV第1套母线保护动作4 H采样数据可以看出，事故发生前220 kV甲线B相采样值为0.4 A左右，与正常负荷电流值相符，见图2。220 k V第1套母线保护B相的大差和Ⅱ段母线小差值接近为零。
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图2 母差保护动作甲线B相采样通道4H2波形图?
2.2 事故分析与原因查找
分析故障录波图发现，220 kV第1套母线保护动作时刻，各间隔B相电流值如表1所示。
表1 第1套母差保护动作时刻各间隔B相电流值
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母线大差的差流计算为:
I=6.570+0.616-3.534-3.040+0.254-1.048=-0.182 kA。
母线大差差流较小。从图5中看到母差第1套保护动作时，第2套母线保护没有动作，故此可以排除母线存在故障的可能。
从该站220 kV第1套母线保护动作4 Hz看出，第1套220 kV母线保护装置220 kV甲线B相采样值与故障录波装置采样值对比明显偏小，只有1.1 A左右，而其他通道采样正常，这导致母线保护产生较大的差流，完全满足了保护的动作条件。可以判断220 kV第1套220 kV母线保护甲线B相采样通道在甲线线路故障时刻损坏，初步怀疑保护装置交流采样模件甲线B相的小TA传送变换器有问题。
由表2采样结果看出，采样值存在明显偏差。将该AC交流模件拔出后，用万用表测量甲线B相的二次侧电阻非常小，更换1块新的交流模件，再次做通流测试，此异常现象消失。由此确定此次母差保护的动作是由于保护装置的B相线路采样装置AC模件的小TA损坏，无法正确传送该通道的二次电流，从而造成在区外故障时保护装置产生很大的差电流满足了差动保护的各种动作条件，导致Ⅱ母差动保护动作。
经过进一步的检查和分析AC交流模件，测量故障线路B相的AC交流模件，其中TA二次回路直流电阻为2.6Ω (正常为27Ω) ，故而导致输出与正常值相比大大降低。解剖插件后测量二次输出滤高频回路电容，发现TA4-16 V/0.1μF电容漏电量增大。更换此电容后，输出正常。由此可认为产生此异常现象的原因是:二次输出滤高频回路微法电容损坏。
在此推断，本次事故的原因为当220 kV甲线B相瞬时接地故障时，第1套220 kV母线保护AC交流模件二次输出滤高频回路微法电容损坏，采样异常导致第1套220 kV母线保护动作跳闸。
3 存在问题及防范措施
1) 本次事故的母差保护为国电南自生产的型号为WMZ-41B母线保护，交流插件型号为WBT-101-H (5A) ，生产日期为2005年3月。通过对本次保护误动事故的分析，发现该型号母差保护装置由于运行时间较长，易损元器件性能不稳定。建议加强对交流采样装置的监视，通过技改逐步更新，升级更换该类AC交流模件或保护装置，避免同类事件的再次发生。
2) 由于装置部分元件在运行中无自检功能，不能及时发现装置元件的损坏情况，在各种复杂故障类型的短路电流冲击下，装置的元器件随时会发生损坏。对于管辖范围内投运年限较长、元器件可能老化的继电保护装置应加强安排试验检查。建议根据实际运行情况考虑缩短定检周期，或配合设备正常停电检修增加交流采样试验、检查，特别是对母线保护等重要保护设备的检查。规划、选择和安装好安全自动装置，确保装置完好、准确动作。制定系统稳定破坏、电网崩溃的反措方案，确保电网安全稳定运行。
参考文献
[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护典型故障分析[M].北京:中国电力出版社，2001.
[2]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京:中国电力出版社，1997.