关于线路光纤差动保护误动的原因分析
1、摘要
2014年5月30日晚22：57分，在内蒙杭锦旗源丰生物热电厂，发生两条线路光纤差动保护动作跳闸事故；后经调度同意恢复线路供电，在操作1#主变进行冲击合闸时，本条线路光纤差动保护动作跳闸，经检查1#主变没有任何故障，申请调度令再次恢复供电，调度同意并仅限最后一次恢复供电，当又一次次操作1#主变进行冲击合闸时，本条线路光纤差动保护动作跳闸。至此，不能正常运行。
2、基本概况及事故发生经过
内蒙杭锦旗源丰生物热电厂有两台发电机变压器组，主变高压侧为35KV系统，两路进线由上级220KV变电站引来，两路进线之间有母联开关，启动备用变压器由Ⅰ段母线供电。由于两路进线在上级变电站为同段母线输送，所以正常运行时母联合环，两台机组并列运行。听当值运行人员讲，5月30日晚22:08分，事故发生之前系统报出过TV断线、零序过压、主变过负荷故障，并且C相系统电压均为零的状况，即刻到35KV配电室巡视，最终发现在Ⅱ段主变出线柜跟前闻见焦糊味。当即汇报调度采取措施，申请调度断开35KV母联开关310，保证Ⅰ段发电机变压器组正常运行。然后意在使Ⅱ段发电机变压器组退出运行，以便检查Ⅱ段主变出线柜焦糊味的来源情况。结果在间隔50分钟后，当晚22:57分左右，2#主变差动保护动作,跳开高低压侧开关,发电机解列.Ⅰ段、Ⅱ段线路光纤差动保护莫名其秒的同时动作跳闸，1#主变高低压侧开关紧跟着也跳闸,造成全厂停电事故。
上述情况发生后，向调度汇报，申请恢复线路供电，以保厂用系统不失电安全运行。调度要求自行检查故障后在送电,在晚上23:50分,检查出2#主变出线柜C相CT接地烧毁,后向调度汇报并经调度同意恢复了供电。厂用电所带设备运转正常后，计划启动Ⅰ段发电机变压器组,调度同意.在3:49分,操作1#主变冲击合闸时，本条线路光纤差动保护动作跳闸，同时向调度汇报。在检查1#主变没有任何故障后，申请调度令,恢复杭源一回线供电.调度同意并仅限最后一次恢复供电, 4:52分, 操作1#主变冲击合闸时, 本条线路光纤差动保护再次动作跳闸,11:33分申请调度恢复本厂厂用电系统,经调度同意,在11:39分恢复了厂用电系统.
根据其它运行人员反映，在此次事故之前，也有光纤差动保护动作跳闸的事情发生，而且不只一次。并且奇怪的是，在两台机组并列运行时，想让两台机组分段运行。在分断联络开关时，线路光纤差动保护也会同时动作跳闸,两条线路全部失电。或是正常操作断开一条线路时,也会使另一条线路光纤差动保护动作跳闸，说明光纤差动保护动作非常不可靠,存在着巨大引患.
3、光纤差动保护误动的原因分析
经过认真检查,2#主变出线柜C相CT接地烧毁（一次对二次及地绝缘为零）,B相CT也有严重拉弧现象,C相CT二次侧也有拉弧过的痕迹.A、B、C相CT一次触头螺丝没有紧死，有不同程度的虚接现象。必须重新更换CT.这也说明相关装置报出TV断线、零序过压、主变过负荷故障的原因所在, C相CT接地并存在严重拉弧现象,那么 C相系
统电压可能为零.由于C相CT已经烧毁,影响到二次绕组电流的准确度（C相二次直流电阻增大数倍）,至使主变差动保护动作,后备保护动作过负荷报警,主变主保护及后备保护动作还是可靠的.因为故障确实存在.
为什么主变差动保护动作会引起线路光纤差动保护动作呢?而且是两条线同时动作.主变出线柜CT烧毁的故障,针对光纤差动保护属于区外故障,不可能引起光纤差动保护动作.光纤差动保护的保护区间是线路两侧CT之间的引出线及整条线路,如果在此范围外动作,基本属于误动作.
一般光纤差动保护误动可能有以下几种原因：
1、线路两侧光纤差动保护CT的极性不对应，并非都指向线路。正常运行时,两侧电流叠加在一起产生差动电流,但没有制动电流.
2、CT的选型不一致，不是同厂同型产品，两侧CT在区外故障及故障恢复时，暂态特性偏差并较大，引起保护误动。
3、光纤差动保护装置本身的制动特性差，主变冲击合闸产生的励磁涌流中，直流分量和二次谐波对其影响较大。
根据上述事故经过,光纤差动保护多次误动,第一种情况的可能性是最大的,但是不可能两条线的光纤差动保护同时动作,或是正常操作断开一条线路时,另一条线路光纤差动保护动作跳闸,这是不合理的现象.第二种情况也有可能发生,但经核实两侧光纤差动保护所用CT都是同厂同型号的CT,变比也一致,而且当时并不存在短路故障电流，误动的可能性不会太大;第三种情况也存在,但只局限于主变冲击合闸时
发生,从几次的主变冲击合闸励磁涌流来看,并非是类似的故障电流,对光纤差动的影响基本可以排除.
由于Ⅰ段母线给启备变供电, 最后在启备变带上厂用电后,提高厂用的负荷电流,在311光纤差动保护装置上,看各侧的电流及差流.结果发现,311本侧有电流,对侧314没有电流,差流就是有电流一侧的电流值,而且三相都是如此.所以主变冲击合闸时,光纤差动保护动作是必然的.在检查321线路光纤差动保护装置时发现,315侧有电流,321侧没电流;当时只有314杭源一回供电,315杭源二回没有供电,那么315侧怎么会有电流.只有一种可能性,那就是两条线的光纤差动保护的光纤通道接交叉了.
为了落实光纤通道接错的真实性,又去了220KV变电站,在35KV 室内的,314及315出线光纤差动保护装置上,观察各侧电流采样及差流,结果同311及321进线光纤差动保护装置上看到的情况吻合,没投运的有对侧电流,投运的反而没有对侧电流.
4、结论:
杭源一回线、二回线光纤通道互为交叉，光缆熔接错误。即：314开关同321开关的光纤差动保护装置互为收发，315开关同311开关的光纤差动保护装置互为收发，造成两条线同时误动作跳闸，或是冲击主变时误动作跳闸。
5、总结：
事故的发生存在着偶然性，但是事故的发生又有必然导致其发生的原因，事故就是事故，不可能凭白无顾的发生。事故发生的原因在
事故发生之前处于潜伏状态，一但条件满足，会有意想不到的后果。如果在新投运之前，相关单位继电保护专业对两条线进行对调，马上会发现通道错误的现象，在送电前就可以改正。即使在投运后，曾经也发生过光纤差动保护误动作的事情，这就要引起运行人员的注意，当时如果多观察装置上的采样，也能发现各侧电流和差流不正常的现象，急时纠正，急时处理，也会避免此次事故的发生。
中化二建电仪安装有限公司调试队
2014年6月8日
