零序解列裝置拒動的原因分析與防范

馬永才，盧麗珍，俞華慧

（國網浙江省電力公司衢州供電公司，浙江 衢州 324002)

零序解列裝置拒動的原因分析與防范

馬永才，盧麗珍，俞華慧

（國網浙江省電力公司衢州供電公司，浙江 衢州 324002)

闡述了零序解列裝置的功能和原理，介紹了某公司零序解列裝置拒動事件，通過調查分析發現引起零序解列裝置拒動的原因為外接3U0的極性設置不當或大、小電流接地系統程序版本選擇不當，最后提出了針對性的防范措施。

零序解列裝置；拒動；系統接地

1 零序解列裝置的功能和原理

目前，微機型故障解列裝置被廣泛地應用于帶小電源的110 kV終端變電站中。它具有相間解列和零序解列2大功能，其作用是：當高壓電源進線發生相間或接地故障時解列小電源，讓對側線路保護檢無壓重合或本側備用電源自投裝置動作合上備用電源線路，以保證變電站正常供電。由于線路故障往往以單相接地為主，因而零序解列的動作正確與否，直接關系到電網的安全穩定運行。

零序解列原理簡單，它主要反映系統的零序電壓。為了避免解列裝置在電壓互感器二次回路斷線時因自產3U0回路出現零序電壓而被誤判為線路接地故障，導致不正確動作的情況，專門設置了一個電壓二次回路斷線閉鎖邏輯，即接地反閉鎖。它的判據是：|K(UA+UB+UC)-3U0|≥8 V(K為折算系數)，即利用自產3U0與外接3U0的差值大小來判別是電壓互感器二次回路斷線還是系統接地。當電壓互感器二次回路斷線時，兩者之差大于設定值，裝置被閉鎖；當系統接地時，兩者之差接近于0，開放零序解列出口。

2 零序解列裝置拒動事件

2011年，某公司先后發生了2起故障解列裝置拒動事故。事故起因為110 kV電源進線接地故障，對側保護零序I段和接地距離I段動作，開關跳閘，但本側110 kV故障解列裝置拒動。

事故發生后，調查人員復核裝置的電壓、時間、

控制字等定值無異常，排除了定值失配和裝置整定錯誤的可能。但在對斷線閉鎖邏輯的功能檢查中，發現2起事故的原因均出在該回路中：一起為外接3U0極性接反；另一起為判據中的K值設置不當，即該裝置將用在小電流接地系統中的程序版本誤用在了大電流接地系統中。

3 零序解列裝置拒動原因分析

3.1 外接3U0的極性設置不當引起的拒動

試驗發現，該裝置的斷線閉鎖判據不是自產3U0與外接3U0的幅值差(|K(UA+UB+UC)-3U0|≥8 V)，而是自產3U·0與外接3U·0的矢量和（|K(U·A+U·B+U·C)-3U·0|≥8 V）。從該判據中可以看出，當外接3U·0按規定的極性要求接入裝置時，系統接地所產生的自產3U·0與外接3U·0的矢量和接近于0，則可以正確地判為系統接地，開放零序解列出口；但是，當外接3U·0的極性反接時，則兩者的矢量和為實際值的2倍，將被誤判為壓變二次回路斷線，零序解列被閉鎖，引起裝置拒動。

由于零序解列反映的僅僅是零序電壓，并無零序功率方向判別的要求，所以無需在斷線閉鎖邏輯中對外接3U0進行極性設置。因此，斷線閉鎖邏輯的正確判據應該是自產3U·0與外接3U·0的絕對值之差大于等于8 V，即|K(U·A+U·B+U·C)|-|3U·0|≥8 V。

3.2 程序版本選擇不當引起的拒動

一般而言，相同型號的故障解列裝置分別用于不同接地方式的系統中時，由于接地反閉鎖邏輯判據中的自產3U0折算系數K值不同，導致其程序編制也有所區別。如果沒有按照系統的實際要求來合理選配程序版本，則會引起零序解列裝置拒動。

在小電流接地系統單相接地時，故障相電壓為0，非故障相電壓抬高了3倍，解列裝置自產3U0為173 V，外接3U0輸入為100 V(電壓互感器二次開口三角繞組每相額定電壓為33V)；而大電流接地系統單相接地時，故障相電壓為0，非故障相電壓基本不變，解列裝置自產3U0為57.7 V，外接3U0輸入仍為100 V(電壓互感器二次開口三角繞組每相額定電壓100 V)。

圖1和圖2分別是2種不同接地系統A相接地時的向量分析。

圖1 小電流接地系統A相接地時的電壓向量

圖2 大電流接地系統A相接地時的電壓向量

由圖1和圖2可知，在不同的接地系統接地時，解列裝置輸入的外接3U0數值相同，而自產3U0的數值卻不相等，兩者之比為3。因此，接地反閉鎖判據中自產3U0的折算系數K值應當有嚴格的區分。裝置用于小電流接地系統中，該系數應為1/3；而用于大電流接地系統中，該系數則應為3。這樣才能保證在各種系統接地時自產3U0與外接3U0的差值均為0。即：

小電流接地系統：|K(U·A+U·B+U·C)|-|3U·0|= (1/3)×173-100=0；

大電流接地系統：|K(U·A+U·B+U·C)|-|3U·0|=3×57.7-100=0。

只有這樣，才能使零序解列裝置正確動作。否則，將被誤判為電壓互感器二次回路斷線，閉鎖解列裝置，造成零序解列裝置拒動。

因此，造成事故的原因為：將用于小電流接地系統中的程序版本誤用在了大電流接地系統中，即錯把應該取為3的K值設置成了1/3。因此，當系統接地時，自產3U0與外接3U0的差值沒有接近于0，而是約為67 V，大于壓變二次回路斷線判據的設定值8 V，不能開放零序解列出口。

4 防范措施

以上2起事故都是因為在系統接地時被誤判為電壓二次回路斷線，從而閉鎖了零序解列裝置而引起的。為防止同類事故的發生，應采取以下2方面防范措施。

(1) 在訂購設備時，應在技術協議書中標明電壓等級，即注明裝置是用在大電流接地系統還是小電流接地系統中，以保證設備生產廠家在供貨時提供符合現場實際運行所需要的軟件版本。因為設備生產廠家在裝置的使用說明書中也不一定會對此類特殊情況作出專門解釋，則有可能出現疏漏，所以在技術協議書中加以說明是非常必要的。

(2) 在投產前，應通過對接地反閉鎖功能的試驗來進一步確定廠家所提供的軟件版本是否符合系統要求。試驗包括外接3U0是否有極性要求以及斷線閉鎖判據中的K值設置是否正確等幾方面。

2014-12-07。

馬永才(1957-)，男，工程師，高級技師，主要從事變電站設計技術管理工作，email：llz0313@163.com。

盧麗珍(1973-)，女，高級工程師，主要從事繼電保護及二次回路的設計工作。

俞華慧(1980-)，女，助理工程師，主要從事繼電保護設備的安裝與調試工作。