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摘要：由鹤岗电业局11型微机保护历史事故教训，总结出11型微机保护如果经大电阻接地故障，零序保护受3U0闭锁值影响，将造成11型微机保护零序元件拒动，建议措施退出3U0突变量闭锁及零序末段方向元件，并简述工频变化量方向元件新原理，弥补11型微机保护零序方向元件存在死区缺陷。
关键词：微机保护 零序保护 3U0突变量闭锁 零序功率方向 工频变化量方向
0 引言
11型微机线路保护装置是由单片机实现的数字式高压线路保护装置，主要由相间、接地距离保护、零序电流方向保护及三相一次重合闸构成，具有着常规保护所无法比拟的高可靠性，但是如果由于使用上的不当，又会引起不应发生的事故，给电力系统安全运行带来威胁。1998年的3月和1998年的6月，在鹤岗局金山一次变及伊春一次变各发生一次接地故障，因3U0闭锁问题使用不当，造成11型微机保护的零序元件拒动，从两次110KV线路接地故障后的11型微机保护报告分析，具有一定的代表性，因此，本文就此问题进行深入的探讨。
1 11型线路微机保护装置存在的问题
1998年1月，鹤岗局金山一次变新投，该变电所110kV线路保护均为许继公司生产的WXH-11/F型微机保护，在保护投运前的检验中，继电人员发现，用微机试验仪模拟较大电阻接地故障时，总是发生零序保护拒动现象。當时，继电人员经多次试验后比较分析，零序保护拒动与定值中投入3U0突变量闭锁有关，因为它是零序保护动作的门槛，说明书中解释其功能为：为防止CT断线及电压回路不平衡分量较大，引起灵敏的零序末段误动而设，但说明书中的3U0突变量闭锁值固定为2V，而我们模拟的单相接地故障经WXH-11/F保护采样报告3U0=UA+UB+UC计算已达到6V左右，再经过在几套同型号11型微机保护上多次模拟同样的故障，证明11型微机保护的3U0突变量闭锁值的确与说明书中不符，3U0突变量闭锁门槛在6.2~6.8V不等，即使采用模拟PT断线后，由WXH-11/F外部3U0位置加入零序保护门槛电压的方法，3U0突变量闭锁值也在6V左右，居高不下。但考虑到该保护未经历过实际故障检验，本着试验的目的，我们在负荷波动较大的电源线路上投入了3U0突变量闭锁功能。
2 3U0突变量闭锁功能造成保护拒动分析
1998年的3月，由于伐木工人在鹤岗局110kV鹿山线附近伐树，倒下的树枝与线路距离较近造成瞬间放电，虽然故障点在110kV鹿山线两侧零序I段范围内，但金山一次变侧，却由于弧光电阻，大树及岩石地面电阻较高，造成110kV鹿山线11型微机保护零序I段被3U0闭锁，不能出口，而鹿林山一次变侧110kV鹿山线配置的电磁式电流继电器（DL-21C）和整流型功率继电器（BG-13B型）共同组成的110kV零序保护跳闸，零序I段正常出口，虽然只是一侧跳闸，不能切断故障，但好在树木倒下后，故障自行消失，因而鹿林山一次变侧重合成功。该鹿、金一次系统联络图如图1：
结合山区地理特征，为防止类似事故再次发生，于11型微机保护拒跳当日将金山一次变、伊春一次变所有11型微机保护3U0突变量闭锁功能退出。
3 3U0最小动作电压过高造成保护拒动分析
经历了1998年3月的11型微机保护拒动及采取的相应措施，本以为零序保护与3U0闭锁不会再有任何关系，可是发生在1998年6月伊春一次变（与金山一次变同时投运）的一次单相接地故障，北京自动化设备研究厂的WXB-11 /E型微机保护经方向控制的零序Ⅳ段再次拒动，又引出3U0闭锁问题，当时伊、锦一次系统联络图如图2：
110kV伊锦线以下运行线路属于用户系统，当110kV伊锦线区外远方接地故障时，由于用户不按定值要求整定定值，保护不能按照选择性切除故障，造成保护层层越级，故障本应由110kV用户系统切除，但110kV用户系统定值整定过大，故障扩大到110kV伊锦线零序Ⅳ段（故障时3I0为2.2A ，110kV伊锦线微机保护零序Ⅳ段定值1.5A，时间1.5秒），但110kV伊锦线11型微机保护零序Ⅳ段拒动，故障又扩大到110kV总授，迫使伊春一次变110kV总授由主变电磁式电流继电器（DL-21C）和整流型功率继电器（BG-13B型）共同组成的110kV零序Ⅱ段保护跳闸（故障时3I0为2.2A ，主变110kV零序Ⅱ段1.7A，时间2.0秒），扩大停电范围，可结合伊、锦一次系统联络图图2分析。再利用110kV故障录波图及WXH-11/E微机保护采样报告分析，故障时3U0为1.6V，故障时3I0为2.2A，从故障时零序电流来看，伊锦线零序Ⅳ段和主变零序Ⅱ段均达到定值，（110kV伊锦线零序Ⅳ段本应先于主变110kV零序Ⅱ段动作却未动作，因为110kV伊锦线零序Ⅳ段动作时限较主变110kV零序Ⅱ段时限短一个时限级差0.5秒），既然伊锦线零序Ⅳ段没有出口，肯定又和3U0门槛有关，，有过上次的经验又经过类似上次的检验，发现3U0门槛仍然高达1.8 ~1.9V，使实际故障时WXH-11/E保护3U0无法越过门槛，而说明书中称投入零序方向后，其方向元件最小动作电压仅为1V固定，与实际相差较远，返回来再校验主变的110kV零序功率方向继电器（BG-13B型），其最小动作电压为1.3V，实际故障时3U0正好大于该主变零序功率继电器门槛，而小于110KV伊锦线WXH—11/E零序保护门槛，因此主变零序保护可以正常出口，而110kV伊锦线WXH—11/E零序保护不能出口。发现了问题并不是最终目的，关键是有一个方法解决问题，经过分析，一致认为应该一改过去110kV 系统零序保护必须经方向控制的原则，尤其是联网线路，应选择零序末段退出方向的方法，避免长时间的故障不能切除引起振荡或越级，在拒动与误动之间，应选择误动，何况零序末段退出方向并不一定意味着误动，例如图2退出方向的110kV伊锦线零序Ⅳ段，从时间上它可以躲开相邻线路的出口故障，而且220kV系统均有全线速动的高频保护，更不必担忧，况且能于110kV总授零序Ⅱ段动作前切除联网电源，既避免了扩大停电范围，又保障了稳定性。
问题是零序Ⅳ段退出3U0突变量闭锁值后，再退出方向闭锁，在发生CT二次回路断线后，易造成灵敏的零序Ⅳ段误动，为此，在退出方向后的零序末段保护，在现场对运行人员予以特殊交代：每次合切开关后，投入该运行线路保护前，无论二次回路是否有过作业，均应先停用零序Ⅳ段压板，待保护自检及手动采样分析正常后，方可投入零序Ⅳ段保护压板。
4 建议
基于投入零序方向的11型微机保护存在固有闭锁值偏高的缺陷，我们建议厂家将版本升级，在原方向元件投入基础上，以或关系并入可以反应任何故障类型的工频变化量方向原理，该工频变化量继电器具有明确的方向性，而且方向元件具有不受负荷电流影响，躲振荡、抗过渡电阻能力强等诸多优点，应是弥补目前11型微机保护方向元件存在死区缺陷的可行方案。
参考文献：
[1]崔家佩.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算.中国电力出版社，1993.
[2]高永昌.电力系统继电保护.水利电力出版社，1988.
[3]WXH-11/F型微机保护产品技术说明书.许昌继电器厂，1998.
关键词：微机保护 零序保护 3U0突变量闭锁 零序功率方向 工频变化量方向
0 引言
11型微机线路保护装置是由单片机实现的数字式高压线路保护装置，主要由相间、接地距离保护、零序电流方向保护及三相一次重合闸构成，具有着常规保护所无法比拟的高可靠性，但是如果由于使用上的不当，又会引起不应发生的事故，给电力系统安全运行带来威胁。1998年的3月和1998年的6月，在鹤岗局金山一次变及伊春一次变各发生一次接地故障，因3U0闭锁问题使用不当，造成11型微机保护的零序元件拒动，从两次110KV线路接地故障后的11型微机保护报告分析，具有一定的代表性，因此，本文就此问题进行深入的探讨。
1 11型线路微机保护装置存在的问题
1998年1月，鹤岗局金山一次变新投，该变电所110kV线路保护均为许继公司生产的WXH-11/F型微机保护，在保护投运前的检验中，继电人员发现，用微机试验仪模拟较大电阻接地故障时，总是发生零序保护拒动现象。當时，继电人员经多次试验后比较分析，零序保护拒动与定值中投入3U0突变量闭锁有关，因为它是零序保护动作的门槛，说明书中解释其功能为：为防止CT断线及电压回路不平衡分量较大，引起灵敏的零序末段误动而设，但说明书中的3U0突变量闭锁值固定为2V，而我们模拟的单相接地故障经WXH-11/F保护采样报告3U0=UA+UB+UC计算已达到6V左右，再经过在几套同型号11型微机保护上多次模拟同样的故障，证明11型微机保护的3U0突变量闭锁值的确与说明书中不符，3U0突变量闭锁门槛在6.2~6.8V不等，即使采用模拟PT断线后，由WXH-11/F外部3U0位置加入零序保护门槛电压的方法，3U0突变量闭锁值也在6V左右，居高不下。但考虑到该保护未经历过实际故障检验，本着试验的目的，我们在负荷波动较大的电源线路上投入了3U0突变量闭锁功能。
2 3U0突变量闭锁功能造成保护拒动分析
1998年的3月，由于伐木工人在鹤岗局110kV鹿山线附近伐树，倒下的树枝与线路距离较近造成瞬间放电，虽然故障点在110kV鹿山线两侧零序I段范围内，但金山一次变侧，却由于弧光电阻，大树及岩石地面电阻较高，造成110kV鹿山线11型微机保护零序I段被3U0闭锁，不能出口，而鹿林山一次变侧110kV鹿山线配置的电磁式电流继电器（DL-21C）和整流型功率继电器（BG-13B型）共同组成的110kV零序保护跳闸，零序I段正常出口，虽然只是一侧跳闸，不能切断故障，但好在树木倒下后，故障自行消失，因而鹿林山一次变侧重合成功。该鹿、金一次系统联络图如图1：
结合山区地理特征，为防止类似事故再次发生，于11型微机保护拒跳当日将金山一次变、伊春一次变所有11型微机保护3U0突变量闭锁功能退出。
3 3U0最小动作电压过高造成保护拒动分析
经历了1998年3月的11型微机保护拒动及采取的相应措施，本以为零序保护与3U0闭锁不会再有任何关系，可是发生在1998年6月伊春一次变（与金山一次变同时投运）的一次单相接地故障，北京自动化设备研究厂的WXB-11 /E型微机保护经方向控制的零序Ⅳ段再次拒动，又引出3U0闭锁问题，当时伊、锦一次系统联络图如图2：
110kV伊锦线以下运行线路属于用户系统，当110kV伊锦线区外远方接地故障时，由于用户不按定值要求整定定值，保护不能按照选择性切除故障，造成保护层层越级，故障本应由110kV用户系统切除，但110kV用户系统定值整定过大，故障扩大到110kV伊锦线零序Ⅳ段（故障时3I0为2.2A ，110kV伊锦线微机保护零序Ⅳ段定值1.5A，时间1.5秒），但110kV伊锦线11型微机保护零序Ⅳ段拒动，故障又扩大到110kV总授，迫使伊春一次变110kV总授由主变电磁式电流继电器（DL-21C）和整流型功率继电器（BG-13B型）共同组成的110kV零序Ⅱ段保护跳闸（故障时3I0为2.2A ，主变110kV零序Ⅱ段1.7A，时间2.0秒），扩大停电范围，可结合伊、锦一次系统联络图图2分析。再利用110kV故障录波图及WXH-11/E微机保护采样报告分析，故障时3U0为1.6V，故障时3I0为2.2A，从故障时零序电流来看，伊锦线零序Ⅳ段和主变零序Ⅱ段均达到定值，（110kV伊锦线零序Ⅳ段本应先于主变110kV零序Ⅱ段动作却未动作，因为110kV伊锦线零序Ⅳ段动作时限较主变110kV零序Ⅱ段时限短一个时限级差0.5秒），既然伊锦线零序Ⅳ段没有出口，肯定又和3U0门槛有关，，有过上次的经验又经过类似上次的检验，发现3U0门槛仍然高达1.8 ~1.9V，使实际故障时WXH-11/E保护3U0无法越过门槛，而说明书中称投入零序方向后，其方向元件最小动作电压仅为1V固定，与实际相差较远，返回来再校验主变的110kV零序功率方向继电器（BG-13B型），其最小动作电压为1.3V，实际故障时3U0正好大于该主变零序功率继电器门槛，而小于110KV伊锦线WXH—11/E零序保护门槛，因此主变零序保护可以正常出口，而110kV伊锦线WXH—11/E零序保护不能出口。发现了问题并不是最终目的，关键是有一个方法解决问题，经过分析，一致认为应该一改过去110kV 系统零序保护必须经方向控制的原则，尤其是联网线路，应选择零序末段退出方向的方法，避免长时间的故障不能切除引起振荡或越级，在拒动与误动之间，应选择误动，何况零序末段退出方向并不一定意味着误动，例如图2退出方向的110kV伊锦线零序Ⅳ段，从时间上它可以躲开相邻线路的出口故障，而且220kV系统均有全线速动的高频保护，更不必担忧，况且能于110kV总授零序Ⅱ段动作前切除联网电源，既避免了扩大停电范围，又保障了稳定性。
问题是零序Ⅳ段退出3U0突变量闭锁值后，再退出方向闭锁，在发生CT二次回路断线后，易造成灵敏的零序Ⅳ段误动，为此，在退出方向后的零序末段保护，在现场对运行人员予以特殊交代：每次合切开关后，投入该运行线路保护前，无论二次回路是否有过作业，均应先停用零序Ⅳ段压板，待保护自检及手动采样分析正常后，方可投入零序Ⅳ段保护压板。
4 建议
基于投入零序方向的11型微机保护存在固有闭锁值偏高的缺陷，我们建议厂家将版本升级，在原方向元件投入基础上，以或关系并入可以反应任何故障类型的工频变化量方向原理，该工频变化量继电器具有明确的方向性，而且方向元件具有不受负荷电流影响，躲振荡、抗过渡电阻能力强等诸多优点，应是弥补目前11型微机保护方向元件存在死区缺陷的可行方案。
参考文献：
[1]崔家佩.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算.中国电力出版社，1993.
[2]高永昌.电力系统继电保护.水利电力出版社，1988.
[3]WXH-11/F型微机保护产品技术说明书.许昌继电器厂，1998.