(国网冀北电力检修公司)
2013年3月8日**变电站220kV线路安左一线发生单相接地瞬时性故障，两侧断路器B相跳闸后，保护重合成功。与此同时，作为区外故障的安垡一线断路器A相跳闸，保护重合成功。对系统运行方式检查及现场录波数据的分析，得出安垡一线跳闸原因为：本次故障，安定变侧安垡I、II线均为零序正方向、负序正方向，安垡I线满足了纵联保护发信条件，安垡II线因选相失败，未来得及发信。
1事故分析
1.1保护动作过程
安左一线的故障，对于安垡I、II线为区外故障，两侧保护均不应动作，但安垡I线CSC纵联距离保护A相出口，跳开A相断路器，重合成功。
1.2保护动作行为分析
安垡I、II线CSC101B纵联保护动作的分析
安定侧：故障时，零序电流超前零序电压约100°，为零序正方向。负序电流超前负序电压约119°，为负序正方向。保护零负序选相为AN故障。40ms时，ZA＝25.1∠128°，不在动作区内。3I0为2.1A，满足了纵联保护发信条件。
垡头侧：故障时，零序电流超前零序电压约97°，为零序正方向。负序电流超前负序电压约－52°，为负序反方向，但负序电流较小，为0.22A，小于纵联零序定值（0.3A），不闭锁纵联零序保护。保护零负序选相为AN故障。41ms时，ZA＝131∠－56°，不在动作区内。3I0为0.38A，满足了纵联保护发信条件。
2安垡II线录波图
安定侧：故障时，零序电流超前零序电压约113°，为零序正方向。负序电流超前负序电压约86°，为负序正方向，保护零负序选相失败、保护延时发信。因故障只持续约50ms，纵联保护来不及发信。
垡头侧：故障时，零序电流超前零序电压约83°，为零序正方向。负序电流超前负序电压约－78°，为负序反方向，但负序电流较小，为0.09A，小于纵联零序定值（0.3A），不闭锁纵联零序保护。
从装置录波图及事故报告看，本次故障，安定变侧安垡I、II线均为零序正方向、负序正方向，安垡I线满足了纵联保护发信条件，安垡II线因选相失败，未来得及发信。垡头变侧为弱电源侧，安垡I、II线均为零序正方向、负序反方向。因负序电流较小，未闭锁纵联零序保护。安垡I线两侧CSC101A纵联保护均发信，两侧保护动作。安垡II线只有垡头侧CSC101A纵联保护发信，故两侧保护均未动作。
3区外故障纵联零序方向动作的原因
图1电气接线图
如图所示：A，D为安定侧，B为左安门侧，E为垡头侧，超高压电网中I，II，III线存在着很长距离的平行线路，安左I线的A侧和安垡I，II线D侧因都是由安定站出线，有着很强的电气联系，而垡头侧和左安门侧要经过多个变电站才能组成环网，电气联系相对较弱，II，III（安垡双回）线上装设了零序方向保护，当安左I线发生单相接地故障时，安定侧（A）和左安门（B）侧相继切除故障，安定侧、左安门均为39ms纵联保护出口，安左I线因为安定站切除故障，而左安门侧未切除故障期间，安左I线和安垡I、II线因为安定侧保护动作破坏了原有的较强的电气联系，使安左I线和安垡I、II线仅存在较弱的电气联系，而两线因平行运行有着较强零序互感，有着较强的磁耦合关系，因此安左I线和安垡I、II线形成弱电强磁关系，并且在安垡I、II线上产生零序电压源，影响了安垡线纵向对地电压，导致安垡I、II线两侧均判为正方向，安垡I线两侧零序保护误动作，保护跳闸。而安垡II线由于选相失败，故不动作。
本案例中发生区外故障时因为由于相邻线路零序互感使安垡I、II线上的零序电压和零序电流发生变化，导致安垡I、II线的零序功率方向发生误判。
4安垡二线选相失败及负序闭锁的相关分析（安垡二线不动作的原因）
4.1稳态序分量选相元件
稳态序分量选相元件主要根据零序电流和负序电流的角度关系，再加以相间故障排除法进行选相。
根据理论分析，当发生A相接地或BC相间短路并经较小弧光电阻接地时，以I0a为基准，I2a位于-30°～+30°区内，当BC两相短路接地电阻增大时，I2a越滞后于I0a趋于90°，据I2a/I0a的角度关系划分为六个相区，如图2。
在以上(2)、(4)、(6)单一故障类型的相区，初步判为相间故障，相间故障阻抗会较小，若相间阻抗不在区内，判为选相失败，延时150ms动作。在(1)、(3)、(5)有单相及相间两种故障类型的相区，由于两种故障类型的相别总是不相关的，通过计算相间阻抗，若相间阻抗大于相间阻抗整定值，则排除了相间故障的可能性，判为相应的单相接地故障，否则判为相应的相间故障。
4.2本次故障的选相情况
由于CSC-101B保护装置在负序同时满足1）负序反方向2）负序电流大于纵联零序电流定值时闭锁纵联零序保护，由于垡头变侧为弱电源侧，根据录波图分析可知安垡II线为负序反方向。因负序电流较小，未闭锁纵联零序保护。安垡I线两侧保护均发信，保护动作。而安垡II线由于保护零负序选相失败、保护延时发信，因故障只持续约50ms，时间较短，安定侧纵联保护来不及发信，只有垡头侧保护发信，故两侧保护均未动作。
5.改进措施
同一输电走廊内平行线路发生接地故障时，由于相邻平行线路零序互感的影响，零序功率方向元件有时不能正确判断故障点的位置，从而导致纵联零序保护误动。根据电网现有结构，由于线路走廊的限制，不可能消除电网的同杆并架，因此如何避免保护误动或者减少误动，从电网运行的角度上考虑，应该从以下几个方面采取措施，减少误动风险。
(1)采用光纤差动保护。由于光纤差动保护是基于基尔霍夫定律原理,不依赖零序功率方向继电器来判别故障方向,避免了零序方向误判。本次事件过程中另外一套RCS931光纤差动保护并未动作，同纵联距离零序保护相比,光纤差动保护对于同杆线路的跨线故障,有更强的识别功能，因此采用光纤差动保护是最有效和最完善的措施。
(2)适量延长纵联零序方向保护的动作时间。对于存在强互感线路或容易发生弱电强磁现象的纵联零序保护，可以增加延时，不但考虑躲过线路的相继动作时间差，而且尽量要躲过线路切除故障时间，保证纵联零序保护不会在线路一侧跳开的情况下发生误动，或者在系统故障时互感线路流过大的零序电流时本线路不会因此误动。
参考文献
[1]张伯明，陈寿孙．高等电力网络分析．北京：清华大学出版社，1996．
[2]贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理．北京：中国电力出版社，1991．
[3]朱晓华，吴捷．继电保护整定中的短路电流计算问题．电网技术，2004，24(10)：19～21．