二次接线错误引发零序I段拒动案例分析

  继电保护是电力系统的重要组成部分，一方面继电保护的正确动作对保障电力系统的安全运行起着十分重要的作用，另一方面继电保护的不正确动作（包括误动和拒动）也给电力系统造成重大的灾难。每一次重大的电力系统崩溃事故，几乎都是由于不适合系统全局要求的继电保护装置误动或拒动引起，因此，要求继电保护工作者要从电力系统全局着眼来看问题，认真学习继电保护科学基本理论知识。同时继电保护又是一门实践性很强的技术，需要广大继电保护工作者具备处理工程问题的技能和技巧。笔者通过对 110 kV 线路因保护装置电流端子二次接线错误引发零序 I 段拒动案例剖析，通过更改保护接线错误，提出在进行保护整组验收时需增加的相应检查，以确保保护装置的可靠性动作。

1 基本情况

某供电分公司 110 kV 变电站位于关中北部山区， 为某县中西部地区主供电源点，一期工程建设于 2009 年 10月，二次设备控制、保护均为常规微机型保护，技术水平高。二期工程建设于 2011 年 10 月，设计安装 110 kV 出线 2 回，二次设备控制、保护为微机综合自动化，设备技术水平较为先进。设备带电运行期间，于 2012 年 7–11 月连续发生 110 kV #2 出线零序 I 段保护拒动现象，直接引起某县西半县区大面积停电，经继电保护专业技术人员现场跟踪测试、试验分析，核查出主变停运的原因系保护装置电流端二次误接线引起。

2 零序I段保护拒动情况

2012 年 7 月 1 日上午，该变电站综合自动化系统发出 110 kV #2 线路零序保护装置突变量启动，零序保护 I段拒动作，直接导致给该站供电的上级变电站 110 kV 线路零序 II 段动作，通过保护装置故障录波查看是 110 kV#2 线路发生 B 相接地故障，由于 #2 线路零序保护 I 段保护拒动，故障越到上级变电站零序 II 段保护动作，造成该站全站失压。故障发生后，保护班工作人员前往该站，对 110 kV #2 线路保护装置进行整组传动试验，按照施工设计图纸和定值单模拟加入合理的交流电流、电压，该保护装置的零序 I 段仍不能动作。

3 故障原因查找

3.1 二次回路检查

继电保护工作人员在现场认真核对该保护安装接线，与设计施工完全符合（包括二次回路接线、保护端子排）。保护屏后二次线排列整齐、接线正确，无螺栓、线头松动现象。电流互感器、电压互感器极性正确，继电保护各项反事故措施都到位。

3.2 保护测试仪的检查

继电保护工作人员现场更换了保护测试仪，结果如旧。用此保护测试仪对其他保护装置进行测试，测试结果均符合要求，说明保护测试仪正常。

3.3 保护装置本体检验

工作人员甩开所有二次回路接线，按照该保护装置说明书对电流、电压直接加量与装置进行测试，零序保护正常启动，保护动作正确。此时保护人员发现设计施工图与说明书上的典型接线有所不同。

在该保护装置设计施工图纸中，保护装置交流回路的外接零序电流端子没有任何接线，如图 1 所示。而保护装置说明书上的典型接线交流回路中，外接零序电流端子串在电流回路中性线上，如图 2 所示。保护人员按照图 2 接线更改电流回路二次接线，再次对该保护装置进行整组传动试验，零序 I 段正确动作。

4 零序I段保护拒动原因分析

由以上保护试验结果可判断，零序 I 段拒动是外接零序电流没有接入保护装置之故。

继电保护工作人员通过仔细阅读该保护装置说明书得知，虽然零序方向元件、零序过电流元件均采用自产的零序电流计算，但零序电流的启动元件仍由外部的输入零序电流计算，不接入外接零序电流，所有与零序电流相关的保护均不能动作。

5 用了自产零序电流还要用外接零序电流的原因

由于 3U0 构成的零序方向保护，“方向接反”的不正确动作延续了多年。这是 20 世纪 80 年代前传统保护长期采取的方法，其原因是确切掌握 3U0 实际进入保护装置的极性实非易事。为解决此问题，各个保护厂家坚决地放弃了引自电压互感器的 3U0，而选用自产的 3U0 和 3I0，在保护装置内部确定它们的相量关系。

保护装置的电流插件插接情况从来就是一个大问题，为了确保电流插件的可靠，就必须对其进行自检。引入外接 3I0 对自产 3I0 进行校对，当两者之间的差异超出一定范围时，说明电流插件插接出现了异常，必须采取一定的措施防止发生不正确动作。

6 暴漏问题和防范措施

召开事故分析会，查清事故原因，剖析事故存在问题，处理事故责任人，细致落实防止继电保护“三误事故”措施，并开展事故通报学习、讨论活动，通过讨论对照，暴露出各部门、班组自身问题，制定相应防范措施和对策。加强安装检修人员业务培训，提高安装检修人员的自身素质与业务技能，提高安装检修人员的检修水平，提高事故应急能力，做好缺陷消除工作。

按电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点：对于由 3I0 构成的保护的测试，不能以检查 3I0 回路是否有不平衡电流的方法来确认 3I0 回路是否良好，不能单独依靠“六角图”测试方法确证 3I0 构成的方向保护的极性关系正确，可以包括电流及电压互感器二次回路连接与方向元件等综合组成的整体进行试验，以验证整组方向保护的极性正确。*根本的办法是查清电压及电流互感器极性，所有由互感器端子到继电保护盘的连接线和盘上零序方向继电器的极性，整组试验、模拟各种故障检查零序电流保护跳闸逻辑的正确性。

要求验收人员认真细致，将验收项目、内容**细化，严把质量关，确保不遗漏一台装置，不遗漏一项反措，不遗漏一个核查项目，不遗漏一个疑点，确保设备投产后运行安全、可靠。

变电站设计人员一定要熟悉各个厂家保护装置的工作原理，掌握典型设计规定，做到知其然和所以然，才能更好地做好设计工作。