2月9日8點左右， 南二泵站4#機啟動過程中6#電機差動保護動作，機組停機。

一、故障現象

7：52，南二泵站6號機組定速運行1分鐘后，1號SFC帶4號機正在啟動，6#機組保護“TRIP”燈亮，機組差動保護動作。LCU的GP畫面顯示如下: ELECTRICAL POWER HEAVY FAULT, OVERALL DIFFERENT PROTECTION(87-SM), SR469 HEAVY FAULT。

保護裝置SR469的動作事件數據如下：電機A相電流729A，B相電流636A，C相電流813A，A相電壓5.668kV，B相電壓5.678kV，C相電壓5.683kV，AB線電壓9.825kV，BC線電壓9.705kV，CA線電壓9.638kV，A相差電流151A，B相差電流0 A，C相差電流0 A。

10kV配電室 6#機組進線開關5613跳閘。

二、設備檢查

1．6號電機一次設備及機坑內沒有聞到異味，電機本體及各部分溫度顯示正常，電機進出線電纜沒有放電痕跡，電流互感器沒有發現異常。對6#機本體、6#電機進線開關5613到6#電機主端子箱的進出線電纜、6#電機電壓互感器、6#電機過電壓吸收器、避雷器等主設備進行試驗，相關試驗數據合格。

2．6號電機保護裝置SR469外觀檢查正常，接線端子牢固無過流發熱痕跡，二次回路設備沒有聞到異味。

3．下載和分析主機保護裝置SR469故障記錄、泵站故障錄波記錄、SCADA系統電氣系統趨勢圖相關電氣量趨勢圖：

1）從6#主機保護裝置SR469下載故障時的事件記錄以及主機端電壓及各相電流波形數據：A相差電流為151A。

2）從110kV故障錄波器中調取并下載故障發生時的事件記錄及故障發生時的110kV、10kV母線電流波形：顯示故障發生時，10kV A相有明顯的差電流，A、B相電流明顯偏向時間軸的上半軸， C相偏向時間軸的下半軸，而差電流完全在時間軸的上方，差電流時間持續七個周波。6號電機發生故障同時，110kV母線ABC三相電流發生突變，發生突變的時間與機組差動保護動作時間一致。

3)從SCADA系統電氣系統趨勢圖中調取故障發生時線路163開關三相電流趨勢圖：顯示在故障發生時，三相電流都發生了突變。

通過上述故障記錄及波形判讀，可確定6號電機保護裝置SR469確實有差動電流流入，A相差電流為151A，且差電流持續時間長達七個周波，由于差動保護定值為84A，A相差電流超過定值，使保護動作。

4．回路檢查

2月11日和14日，對照日方所供圖紙對南二泵站6號機差動保護二次回路進行了檢查和確認，發現6號電動機差動保護回路電動機進線電源開關5613側差動回路電流互感器的N線懸空（現場接法與日方東芝公司提供的圖紙一致，見圖一）。

圖一 電動機保護二次接線圖

5．6#機組SR469保護裝置試驗

1） 試驗方法

（1） 按照日方電動機保護二次接線圖（見圖一），用6個變比為40/1的電流互感器來替代6號機組進線側和出線側的差動回路CT。

（2） 進線側CT采用星形接法，三相電流線接入保護裝置，而中性線N點懸空，不接入保護裝置；出線側CT也采用星形接法，三相電流線和N線都接入保護裝置。

（3） 使用繼電保護測試儀P30作為電源，電流輸出線穿過CT的一次側并通過小電阻接通。試驗中，繼電保護測試儀輸出相位、相數、大小均可調的三相電流，模擬實際電動機的負載電流。

（4）模擬接線圖（見圖二）

圖二 SR469差動保護試驗實驗室接線圖

2） 試驗步驟和結果

試驗所用SR469加入和泵站一樣的定值。鑒于泵站現場CT變比為1200/1，試驗所用CT變比為40/1，所以試驗所加一次側電流相當于現場電流30倍。

（1） CT一次側加入三相平衡電流，即三相電流大小相等，相差120°，此時試驗結果如下：

結論：當一次側通過三相平衡的電流時，保護裝置的差流顯示為0，保護裝置不會動作。

（2） 一次側某一相加入大的穿越電流，此時試驗結果如下：

結論：當被保護區域外發生一次側單相接地時，故障電流通過電動機兩側CT，保護裝置顯示三相都會有差電流出現，即區間外單相有故障電流時，會在保護裝置三相差流檢測回路中產生差電流，導致裝置誤動，差動保護失去選擇性。試驗數據表明此種接線方式存在問題。

（3） 一次側加入三相不平衡電流，此時試驗結果如下：

結論：在一次側出現三相不平衡電流時，二次回路中三相都會出現差電流，當三相電流的的幅值和相角發生變化時，差動電流會增加或減少，說明此種接線在三相電流不平衡時會有差電流送入保護裝置。電機運行中如果某時刻一次側瞬間有較大三相不平衡或諧波電流出現，都會有較大的差電流流入SR469的差流檢測回路，會造成保護裝置在被保護區間內沒有故障的情況下發生誤動。

（4） 一次側加入單相故障電流，此時試驗結果如下：

結論：當被保護區間內一次側發生單相接地故障時，故障電流較大，保護裝置顯示三相都會有差電流出現，且測量所得故障量與實際故障量相差較大。試驗數據表明被保護區間內單相有故障電流時，會在保護裝置其它兩相中產生差電流，證明此種接線方式存在問題。

將差動保護二次回路的兩側CT的N線都接入SR469裝置，進行再試驗

（5） 一次側某一相加入大的穿越電流，此時試驗結果如下：

結論：當被保護區域外發生一次側單相接地時，故障電流通過電動機兩側CT，保護裝置顯示三相都無差電流出現，即區間外單相有故障電流時，不會在保護裝置任何一相中產生差電流，差動保護具有選擇性。上表的試驗數據表明中性線N點都接入SR469可解決試驗2中存在的問題。

（6） 一次側加入三相不平衡電流，此時試驗結果如下：

結論：在一次側出現三相不平衡電流時，二次回路中三相都無差電流出現，當三相電流的的幅值和相角發生變化時，差動電流都不會變化而仍然保持為0，說明此種接線在三相電流不平衡時不會有差電流送入保護裝置。即，如果某時刻一次側瞬間有較大三相不平衡或諧波電流出現，都不會有差電流流入SR469的差流檢測回路，不會造成保護裝置在被保護區間內沒有故障的情況下發生誤動。上表試驗數據表明中性線N點接入SR469可解決試驗3中存在的問題。

（7） 一次側加入單相故障電流。此時試驗結果如下：

結論：當被保護區間內一次側發生單相接地故障時，保護裝置顯示只有故障相會有差電流出現，且測量值與故障量相等，持續增加故障量，其他兩相仍無差流出現，說明此時保護裝置能正確反映故障相別及其故障量的大小。上表試驗數據表明中性線N點接入SR469可解決試驗4中存在的問題。

三、結論及采取措施

1．綜合故障錄波的分析和模擬現場接線試驗，得出下述結論：1#SFC帶4#電機啟動時，6#機組并網運行，在諧波濾波器開關投入前和4#機啟動瞬間，由于SFC的A相沖擊電流較大，而SR469差動保護裝置二次接線不合理，電機兩側三相采樣電流的中性點不一致，導致SR469的A相差流越限，保護出口跳閘動作。由于A相沖擊電流為主機差動保護區外故障，此次跳閘屬保護裝置誤動。

2．電動機保護的二次接線方式存在重大安全隱患，因此對保護裝置的二次回路接線進行了改造和完善：利用停機檢修的機會，將引黃各泵站十五臺電機兩側差動保護用CT星形接法中的N線接在一起后，接入SR469的差流檢測回路N點，使兩側電流回路的中性點強制重合，避免因中性點漂移產生差流造成保護誤動。回路改造完成后，各泵站未再發生類似南二泵站6#機組差動保護裝置誤動作故障。

本文編自《電氣技術》，原文標題為“南二泵站機組差動保護動作分析及改進措施”，作者為段強。