關(guān)于500kVAB乙線保護裝置動作情況的分析說明-(MUX屏與接地母排的連接不牢固)

1、關(guān)于500kV AB乙線保護裝置動作情況的分析說明一、事件簡述XX年6月22日17時33分，500kV AB乙線發(fā)生區(qū)內(nèi)接地故障，B側(cè)主一保護31ms保護出口、主二保護31ms保護出口跳C相，1075ms后重合閘出口合C相；A側(cè)主一保護13ms保護出口、主二保護13ms保護出口跳C相，1065ms后重合閘出口合C相。XX年6月22日17時35分，500kV AB乙線發(fā)生區(qū)內(nèi)接地故障，B側(cè)主一保護29ms保護出口、主二保護29ms保護出口跳C相，1073ms后重合閘出口合C相；A側(cè)主一保護28ms保護出口、主二保護12ms保護出口跳C相，1073ms后重合閘出口合C相。在兩次故障期間，AB乙線兩

2、側(cè)主一保護、主二保護頻繁報通道A、通道B差動保護退出告警信號，在第二次故障發(fā)生時，B側(cè)主一差動保護發(fā)生通道A、B差動同時退出，主一差動保護未出口。17:33'及17:35'線路跳閘后查線結(jié)果：#69塔C相均壓環(huán)、導線及絕緣子有雷擊放電痕跡，#83塔C相跳線及絕緣子有雷擊放電痕跡。二、保護動作前運行方式跳閘前500kV AB乙線兩側(cè)配置雙套RCS-931BM保護。三、保護動作經(jīng)過AB乙線C相第一次故障保護動作時序如下：序號相對時間保護動作行為B站117:33:56:912（零時刻）AB乙線C相接地故障，主一、主二保護啟動212ms-13ms主一、主二保護報第一次通道A、通道B差動

3、保護退出315ms-40ms主一、主二保護報通道A、通道B差動保護恢復(fù)431ms主一、主二距離保護I段出口跳C相533ms主二電流差動保護出口跳C相636ms主一電流差動保護出口跳C相757ms開關(guān)C相斷弧832ms-66ms主一、主二保護分別再報3次、2次通道B差動保護退出91075ms5023開關(guān)保護重合閘出口101476ms5022開關(guān)保護重合閘出口A側(cè)電廠117:33:56:912（零時刻）AB乙線C相接地故障，主一、主二保護啟動28ms-16ms主一、主二保護報第一次通道A、通道B差動保護退出313ms主一、主二差動保護出口跳C相31ms主一、主二距離保護I段出口419ms-34ms

4、主一、主二保護報通道A、通道B差動保護恢復(fù)558ms開關(guān)C相斷弧632ms-53ms主一、主二保護分別再報3次、2次通道B差動保護退出71065ms5071開關(guān)保護重合閘出口81466ms5072開關(guān)保護重合閘出口AB乙線C相第二次故障保護動作時序如下：序號相對時間保護動作行為B站117:35:48:906（零時刻）AB乙線C相接地故障，主一、主二保護啟動28ms-12ms主一、主二保護報第一次通道A、通道B差動保護退出317ms主一、主二保護報通道A差動保護恢復(fù)429ms主一、主二保護距離I段保護出口跳C相530ms-34ms主一保護再次報通道A差動保護退出，4ms后通道A差動保護恢復(fù)634

5、ms主二保護差動保護出口753ms開關(guān)C相斷弧841ms-83ms主一、主二保護再多次報通道A、B差動保護退出91073ms5023開關(guān)保護重合閘出口101474ms5022開關(guān)保護重合閘出口A側(cè)電廠117:33:56:912（零時刻）AB乙線C相接地故障，主一、主二保護啟動25ms-13ms主一、主二保護報第一次通道A、通道B差動保護退出12ms主二保護差動保護出口跳C相320ms-21ms主一、主二保護報通道A差動保護恢復(fù)28ms主一、主二距離保護I段出口31ms主一保護差動保護出口558ms開關(guān)C相斷弧632ms-53ms主一、主二保護再多次報通道A、B差動保護退出71073ms5071

6、開關(guān)保護重合閘出口81473ms5072開關(guān)保護重合閘出口四、保護動作分析從兩次故障各側(cè)報告上看，故障發(fā)生期間，兩側(cè)保護頻繁報“通道A差動退出”和“通道B差動退出”。故障隔離后，兩側(cè)保護都不再報“通道A差動退出”和“通道B差動退出”。“差動退出”是指保護裝置啟動后感受到了丟幀或誤碼，從而造成差動保護短時退出的自檢報告。第二次故障時，AB乙線B側(cè)主一保護差動未動，而A側(cè)主一保護差動動作的原因如下：1）第二次故障時，AB乙線B側(cè)主一保護通道A接收正常的時刻為保護啟動后08ms、1730ms、3441ms、4549ms、53ms之后，AB乙線A側(cè)主一保護通道A接收正常的時刻為保護啟動后013ms、2

7、134ms、3845ms、4953ms、58ms之后。通道A延時為2ms左右。l B側(cè)保護啟動后0-8ms、34-41ms、45-49ms等時間段，A側(cè)保護啟動后0-13ms、38-45ms、49-53ms等時間段，由于通道A正常持續(xù)時間太短，因此兩側(cè)通道A差動保護也無法動作。l A側(cè)主一保護通道A在2132ms（B側(cè)收發(fā)1730ms里的30ms+2ms延時）期間可以進行差動保護計算，在31ms時滿足差動動作延時條件（10ms）出口。l B側(cè)主一保護通道A僅能在23（A側(cè)收發(fā)2134ms里的21ms+2ms延時）30ms期間進行差動保護計算，不滿足差動保護動作延時條件（10ms），因此此時間段

8、內(nèi)差動保護無法動作。l 53ms之后已經(jīng)沒有故障電流，因此兩側(cè)通道A差動保護無法動作。2）第二次故障時，AB乙線B側(cè)主一保護通道B接收正常的時刻為保護啟動后012ms、5658ms、6274ms、83ms之后，AB乙線A側(cè)主一保護通道B接收正常的時刻為保護啟動后07ms、5153ms、5769ms、78ms之后。通道B延時為3.2ms左右。l B側(cè)保護啟動后012ms、5658ms等時間段，A側(cè)保護啟動后07ms、5153ms等時間段，由于通道B正常持續(xù)時間太短，因此兩側(cè)通道B差動保護也無法動作。l B側(cè)保護啟動后6274ms、83ms之后等時間段，A側(cè)保護啟動后5769ms、78ms之后等時

9、間段，由于已經(jīng)沒有故障電流，因此兩側(cè)通道B差動保護也無法動作。綜上分析，本次故障期間AB乙線兩側(cè)保護的通道通信環(huán)節(jié)受到了干擾，造成B側(cè)第二故障時主二保護差動保護拒動，兩次故障期間兩側(cè)差動保護動作較慢。五、通信異常原因分析故障后現(xiàn)場檢查兩側(cè)保護裝置的通道狀態(tài)，正常運行狀態(tài)下未發(fā)現(xiàn)有誤碼或丟幀現(xiàn)象，因此判斷線路兩側(cè)可能存在通信設(shè)備接地不良的情況，在線路故障后形成的地噪聲對復(fù)用通道產(chǎn)生了干擾。因此重點檢查AB乙線兩側(cè)的通信接口屏柜、數(shù)字配線屏以及SDH是否良好接地。5.1B側(cè)檢查情況MUX-2MC屏、通訊配線架屏、SDH設(shè)備屏、48V直流屏均放在通訊機房，通訊設(shè)備與屏內(nèi)接地銅排可靠連接、屏內(nèi)接地銅排

10、與通訊機房的接地網(wǎng)可靠連接，各屏內(nèi)接地銅排之間連接電阻、各屏內(nèi)接地銅排與地網(wǎng)連接電阻均小于0.1歐，未發(fā)現(xiàn)異常。B站通信機房接地示意圖5.2 A側(cè)電廠檢查情況MUX-2MC屏、通訊配線架屏、SDH設(shè)備屏、48V直流屏均放在通訊機房，布置如下：AB乙線MUX-2MC裝置接地柱和0V電源線與接地銅排可靠連接，SDH與接地銅排可靠連接，但存在的問題如下：（1）AB乙線MUX-2MC屏的接地銅排與接地母排1的連線未擰緊螺絲，接觸不良，輕拽可以晃動。（2）A側(cè)通信室接地不規(guī)范，接地母排1、2、3存在多點接地的情況，未按規(guī)范接入主接地銅排，通信屏柜至主接地銅排的接地電阻偏大。（3）同軸電纜配線架共有8個模

11、塊，固定在同一塊鐵架上，其中五個模塊沒有接屏柜的接地銅排（見下圖藍色部分）。分析此次A乙線通信受到擾動的主要因素是MUX屏與接地母排的連接不牢固，當系統(tǒng)發(fā)生故障導致接地網(wǎng)地電位突變時，由于同軸電纜屏蔽層兩端存在一定的阻抗，接地不良側(cè)的屏蔽層電位無法跟上接地網(wǎng)地電位的變化，導致屏蔽層兩端的電位不相等，通信信號經(jīng)過該同軸電纜傳輸后發(fā)生了變化，從而導致通信異常。屏蔽電纜接地不良等效示意圖經(jīng)調(diào)查，2012年A側(cè)電廠于AB乙線進行保護改造，主一保護由RCS-902D改為RCS-931DMM，主二保護由RCS-901D改為RCS-931DMM,改造期間由于通信機房鋪設(shè)接地母排的電纜槽內(nèi)已鋪滿電纜，對當時連

12、接MUX屏與接地母排的施工質(zhì)量造成影響，導致接地未牢固連接。六、暴露的問題（1）本次保護通信異常的主要原因為MUX屏與接地母排的連接不牢固引起。（2）A側(cè)電廠于三年前對AB乙線保護進行改造時，施工和驗收把關(guān)不嚴，未能發(fā)現(xiàn)MUX屏接地連接不牢靠的問題。（3）調(diào)查期間由于鋪設(shè)接地母排的電纜槽已鋪滿電纜，未能確定3個接地母排已于機房內(nèi)進行首尾相連的一點接地，只能確定3個接地母排通過不同地點接入連接地網(wǎng)的電纜鋼架（見附件）。由于通信機房存在通過電纜鋼架接地，而不是通過接地銅排接地，容易發(fā)生因鋼架生銹等異常情況引起接觸電阻變大。七、防范及整改措施（1）A側(cè)電廠對MUX屏和接地母排之間的連接進行緊固，確保

13、牢固連接。該項已完成。（2）要求A側(cè)電廠將同軸電纜配線架的所有模塊皆接入屏柜的接地銅排。要求7月30日前完成。（3）A側(cè)電廠對通信機房的3個接地母排增加首尾相連的措施，確保通信機房內(nèi)所有設(shè)備等電位，通過一點與二次主地網(wǎng)銅排接地。要求7月30日前完成。八、附件附件1：保護廠家對MUX屏柜接地異常分析根據(jù)ITU-T G.703建議要求，MUX-2M與SDH間的2M同軸電纜屏蔽層應(yīng)該在兩端分別接地，如圖1所示。同軸電纜芯線與屏蔽層間的電壓差代表通信信號的大小，因此可以把同軸電纜屏蔽層看作通信信號的電壓參考面。在MUX-2M與SDH接地良好的情況下，如圖9所示，兩者機殼間的阻抗為零，因此兩機殼是等電位

14、的，同軸電纜兩端屏蔽層也是等電位的，即兩端通信信號的電壓參考面相同，因此兩端看到的通信信號是一樣的。當一次設(shè)備出現(xiàn)故障導致接地網(wǎng)地電位突變時，同軸電纜屏蔽層兩端的電位始終是相等的，通信信號不受影響。圖1 正常的接地情況當現(xiàn)場出現(xiàn)接地不良的情況時，如圖10所示，MUX-2M的接地阻抗較大，此時MUX-2M與SDH機殼間的阻抗（即同軸電纜屏蔽層兩端阻抗）為MUX-2M接地阻抗與同軸電纜屏蔽層阻抗（屏蔽層阻抗取決線纜材料及長度，一般來說，線纜越短，阻抗越小）的并聯(lián)等效阻抗，顯然，此時的阻抗遠大于接地良好時的阻抗。電網(wǎng)正常運行時，接地網(wǎng)的地電位是穩(wěn)定的，同軸電纜屏蔽層兩端的電位近似相等（穩(wěn)態(tài)時的同軸電纜屏蔽層兩端電位差取決于接地不良側(cè)設(shè)備的機殼對地漏電流，一般可忽略不計），兩端通信正常。當一次設(shè)備出現(xiàn)故障導致接地網(wǎng)地電位突變時，由于同軸電纜屏蔽層兩端存在一定的阻抗，接地不良側(cè)的屏蔽層電位無法跟上接地網(wǎng)地電位