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摘要：通过对一起线路接地故障保护动作测距情况的分析，阐述TV二次回路异常对微机线路保护测距产生的不利影响，并说明反措中对电压互感器中性点接线的规定是保证保护正确动作和测距正确的前提条件。
关键词：TV二次中性点接线 保护故障测距
0 引言
2010年12月29日，某110kV变电站110KV线路发生C相接地故障，差动保护动作两次，均属正确动作，但保护测距不准确。以下为本次事故的调查分析情况：
1 保护动作简述
2010年12月29日110kVXX线XX保护装置差动保护动作跳闸两次。具体信息分别为：
2010年12月29日05时57分57秒440毫秒：突变量比率差动保护动作、稳态量比率差动保护，C相，时间6ms，动作期间最大差流Idc=8.73A，故障测距57.4kM。
2010年12月29日23时04分18秒423毫秒：突变量比率差动保护动作、稳态量比率差动保护，C相，时间7ms，动作期间最大差流Idc=7.95A，故障测距57.3kM。
2 保护动作分析
2.1 动作分析 通过现场录波基本特征和一次巡线检查，确认线路发生了区内C相单相接地故障，差动保护两次动作行为均正确。线路全长实际仅为7.7 kM，而差动保护动作时测距为57kM左右，明显存在保护故障测距异常的现象。由于保护两次差动动作的时间、现象、测距类似，故选取23时04分18秒423毫秒的第二次动作波形进行分析。该次动作的录波图如图1所示，相应的模拟量表为保护动作时的量：
通过分析，图1中电流电压录波情况显示了如下故障特征：①电流只有C相变化比较大，符合C相接地故障的特征；②有零序电流3I0、零序电压3U0出现，零序电流与C相故障电流基本同向符合单相接地故障的基本特征；③三相电压在故障发生前及故障切除后均正常。在故障期间，保护启动后A相、B相电压的幅值持续上升，在故障后13ms左右便稳定在90V左右，不符合单相接地故障健全相电压幅值变化不大的特征；④故障相C相电压在故障期间持续大幅升高，在10ms左右幅值便约为故障前的2倍，完全不符合C相接地故障时C相电压幅值应降低的特征；
2.2 保护测距情况分析 故障前及保护动作时三相电压的相量关系如图2、图3所示（以A相为基准）：
由图看出，故障发生前及故障切除后，线路三相电压平衡，满足正序关系。
由图看出，接地故障发生时，线路三相电压出现不平衡，C相电压幅值不降反升，不符合线路单相接地故障特征。该线路保护装置是根据保护动作前后电压与电流的关系比较，结合线路正序阻抗及线路全长整定值来确定故障点位置的。装置得到的电压电流工况正确与否，对保护测距的准确性至关重要，而且，采用双端电气量故障测距法可以获得很好的测距效果，利用分相电流差动保护可以传送对侧电流电压的特点，从原理上可完全消除过渡电阻的影响，实现准确测距。
由录波图可知，在C相接地故障后，Uc不但没有下降，反而大幅上升，最终基波幅值达到104.804V，这就导致了装置计算测得的故障点阻抗值Z比电压满足要求时正确测得的故障点阻抗值大。根据第二次的录波数据及该线路保护测距公式，进行工程仿真计算（见图4）得出测量阻抗达到了2.449欧姆，那么根据整定定值正序阻抗0.33欧姆，线路全长7.6KM，最终计算得到的故障测距为56.4KM。和故障时保护装置记录的故障测距基本一致。
3初步分析
在确定保护装置交流采样功能正常的前提下，该线路发生C相接地故障时电压采样值异常，导致此次线路差动保护动作时的测距不准确，需重点对二次电压回路进行排查，找出引起电压采样值异常的原因。
4针对TV二次回路异常的检查情况
4.1 微机线路保护装置都有较完善的TV检测功能，当系统正常运行时发生TV二次回路异常或断线时，能够及时给予指示告警并闭锁故障时可能会误动的保护。但是TV二次接地不良、两点或多点接地，只有在系统故障时才能反映出来。
4.2TV二次回路异常系指由于某些原因造成PT二次测量不能正确反映一次系统的运行状态和一次电压的幅值及相位。根据以往有关事故调查的情况分析看，造成电压回路异常的原因主要有以下3个方面:
4.2.1同一PT的二次回路两点接地。如果在PT二次端子箱接地后，在主控制室又再次接地，两接地点之间无电缆芯连接，或两个及以上的PT中性点在端子箱接地后，再经电缆芯引入主控制室内直接连接起来，如引至主控制室接地小母线N600上连接。图5为发生TV二次两点接地的一个典型例子，TV二次中性点在现场直接接地，保护装置电压输入的中性点在控制室也接地，由此形成TV中性点两点接地。当m至n有电流流过时，这两点间将产生一个压降计为Vmn，Vmn与流过的电流同相。保护测量到的电压为：
正常运行时，理论分析的角度上地中没有电流流过，Vmn等于零，自产3U0也等于零，保护装置感受到正常的三相电压，不可能给予告警。当系统发生接地故障时，地中将有零序电流流过，Vmn不再等于零，保护测量到的相电压不再真实反映系统的一次情况，而相间电压仍是正确的。Vmn将与保护感受到的零序电流同相或反相。
当中性点直接接地系统中的变电站内或出口发生接地短路故障时，由于有很大的短路电流进入变电站的接地网中，而接地网上每一点的电位是不同的，即PT的各二次接地点之间将出现电位差。这种各PT中性点电位的不等而引起的附加电压造成了电压二次回路中性点发生偏移，从而影响继电保护方向元件的正确动作和故障测距的正确，甚至造成电压保护的误动。
4.2.2 PT二次回路中性点未接地或接地不可靠。由于有较大的接地电阻，使得PT二次回路中性点的电位为悬浮电位。
4.2.3 PT的不同二次绕组引至控制接地时用同一根电缆芯。如果PT二次开口三角绕组与星型绕组用同一根电缆芯引至控制室接地时，在系统正常运行中，由于星型绕组的负载在公用电缆芯上产生压降，将会造成开口三角绕组有输出。从近年来多次事故调查与分析的结果看，TV二次接地点越多，接地点空间距离越远，正常运行中接地点中的电流也越大，而只有一点接地时接地点电流几乎为零（实测值小于5mA），利用这一特点，可以较方便地检查出TV二次是否存在两点或多点接地。
5 检查结果
通过使用毫安级钳形表，在主控室TV接地点根部进行测量，发现电压互感器中性点N600实测值为63mA，最终在110KV室外PT端子箱内发现两点接地点，已违反反措要求：经控制室零相小母线（N600）连通的几组电压互感器的二次回路必须在控制室一点接地，各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关和接触器。来自电压互感器的二次回路的四根开关场引入线和互感器三次回路的2根开关场引入线必须分开，不得公用的规定。
6 结束语
众所周知，继电保护动作和测距的正确性不仅要求原理正确而且要求其测量到的采样值能真实反映一次值特征。对于采用母线TV的保护来说，TV二次回路异常可能造成该母线上所有保护的不正确动作和故障测距的缺失，后果是非常严重的，各级保护人员需严格执行反措要求，在建造、验收、维护过程中，及时消除TV二次回路中性线接线隐患，防范于未然。
参考文献：
[1]贺家李，宋从矩.《电力系统继电保护原理》.
[2]《电力系统继电保护实用技术问答》第二版.
[3]《国家电网公司继电保护培训教材》.
关键词：TV二次中性点接线 保护故障测距
0 引言
2010年12月29日，某110kV变电站110KV线路发生C相接地故障，差动保护动作两次，均属正确动作，但保护测距不准确。以下为本次事故的调查分析情况：
1 保护动作简述
2010年12月29日110kVXX线XX保护装置差动保护动作跳闸两次。具体信息分别为：
2010年12月29日05时57分57秒440毫秒：突变量比率差动保护动作、稳态量比率差动保护，C相，时间6ms，动作期间最大差流Idc=8.73A，故障测距57.4kM。
2010年12月29日23时04分18秒423毫秒：突变量比率差动保护动作、稳态量比率差动保护，C相，时间7ms，动作期间最大差流Idc=7.95A，故障测距57.3kM。
2 保护动作分析
2.1 动作分析 通过现场录波基本特征和一次巡线检查，确认线路发生了区内C相单相接地故障，差动保护两次动作行为均正确。线路全长实际仅为7.7 kM，而差动保护动作时测距为57kM左右，明显存在保护故障测距异常的现象。由于保护两次差动动作的时间、现象、测距类似，故选取23时04分18秒423毫秒的第二次动作波形进行分析。该次动作的录波图如图1所示，相应的模拟量表为保护动作时的量：
通过分析，图1中电流电压录波情况显示了如下故障特征：①电流只有C相变化比较大，符合C相接地故障的特征；②有零序电流3I0、零序电压3U0出现，零序电流与C相故障电流基本同向符合单相接地故障的基本特征；③三相电压在故障发生前及故障切除后均正常。在故障期间，保护启动后A相、B相电压的幅值持续上升，在故障后13ms左右便稳定在90V左右，不符合单相接地故障健全相电压幅值变化不大的特征；④故障相C相电压在故障期间持续大幅升高，在10ms左右幅值便约为故障前的2倍，完全不符合C相接地故障时C相电压幅值应降低的特征；
2.2 保护测距情况分析 故障前及保护动作时三相电压的相量关系如图2、图3所示（以A相为基准）：
由图看出，故障发生前及故障切除后，线路三相电压平衡，满足正序关系。
由图看出，接地故障发生时，线路三相电压出现不平衡，C相电压幅值不降反升，不符合线路单相接地故障特征。该线路保护装置是根据保护动作前后电压与电流的关系比较，结合线路正序阻抗及线路全长整定值来确定故障点位置的。装置得到的电压电流工况正确与否，对保护测距的准确性至关重要，而且，采用双端电气量故障测距法可以获得很好的测距效果，利用分相电流差动保护可以传送对侧电流电压的特点，从原理上可完全消除过渡电阻的影响，实现准确测距。
由录波图可知，在C相接地故障后，Uc不但没有下降，反而大幅上升，最终基波幅值达到104.804V，这就导致了装置计算测得的故障点阻抗值Z比电压满足要求时正确测得的故障点阻抗值大。根据第二次的录波数据及该线路保护测距公式，进行工程仿真计算（见图4）得出测量阻抗达到了2.449欧姆，那么根据整定定值正序阻抗0.33欧姆，线路全长7.6KM，最终计算得到的故障测距为56.4KM。和故障时保护装置记录的故障测距基本一致。
3初步分析
在确定保护装置交流采样功能正常的前提下，该线路发生C相接地故障时电压采样值异常，导致此次线路差动保护动作时的测距不准确，需重点对二次电压回路进行排查，找出引起电压采样值异常的原因。
4针对TV二次回路异常的检查情况
4.1 微机线路保护装置都有较完善的TV检测功能，当系统正常运行时发生TV二次回路异常或断线时，能够及时给予指示告警并闭锁故障时可能会误动的保护。但是TV二次接地不良、两点或多点接地，只有在系统故障时才能反映出来。
4.2TV二次回路异常系指由于某些原因造成PT二次测量不能正确反映一次系统的运行状态和一次电压的幅值及相位。根据以往有关事故调查的情况分析看，造成电压回路异常的原因主要有以下3个方面:
4.2.1同一PT的二次回路两点接地。如果在PT二次端子箱接地后，在主控制室又再次接地，两接地点之间无电缆芯连接，或两个及以上的PT中性点在端子箱接地后，再经电缆芯引入主控制室内直接连接起来，如引至主控制室接地小母线N600上连接。图5为发生TV二次两点接地的一个典型例子，TV二次中性点在现场直接接地，保护装置电压输入的中性点在控制室也接地，由此形成TV中性点两点接地。当m至n有电流流过时，这两点间将产生一个压降计为Vmn，Vmn与流过的电流同相。保护测量到的电压为：
正常运行时，理论分析的角度上地中没有电流流过，Vmn等于零，自产3U0也等于零，保护装置感受到正常的三相电压，不可能给予告警。当系统发生接地故障时，地中将有零序电流流过，Vmn不再等于零，保护测量到的相电压不再真实反映系统的一次情况，而相间电压仍是正确的。Vmn将与保护感受到的零序电流同相或反相。
当中性点直接接地系统中的变电站内或出口发生接地短路故障时，由于有很大的短路电流进入变电站的接地网中，而接地网上每一点的电位是不同的，即PT的各二次接地点之间将出现电位差。这种各PT中性点电位的不等而引起的附加电压造成了电压二次回路中性点发生偏移，从而影响继电保护方向元件的正确动作和故障测距的正确，甚至造成电压保护的误动。
4.2.2 PT二次回路中性点未接地或接地不可靠。由于有较大的接地电阻，使得PT二次回路中性点的电位为悬浮电位。
4.2.3 PT的不同二次绕组引至控制接地时用同一根电缆芯。如果PT二次开口三角绕组与星型绕组用同一根电缆芯引至控制室接地时，在系统正常运行中，由于星型绕组的负载在公用电缆芯上产生压降，将会造成开口三角绕组有输出。从近年来多次事故调查与分析的结果看，TV二次接地点越多，接地点空间距离越远，正常运行中接地点中的电流也越大，而只有一点接地时接地点电流几乎为零（实测值小于5mA），利用这一特点，可以较方便地检查出TV二次是否存在两点或多点接地。
5 检查结果
通过使用毫安级钳形表，在主控室TV接地点根部进行测量，发现电压互感器中性点N600实测值为63mA，最终在110KV室外PT端子箱内发现两点接地点，已违反反措要求：经控制室零相小母线（N600）连通的几组电压互感器的二次回路必须在控制室一点接地，各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关和接触器。来自电压互感器的二次回路的四根开关场引入线和互感器三次回路的2根开关场引入线必须分开，不得公用的规定。
6 结束语
众所周知，继电保护动作和测距的正确性不仅要求原理正确而且要求其测量到的采样值能真实反映一次值特征。对于采用母线TV的保护来说，TV二次回路异常可能造成该母线上所有保护的不正确动作和故障测距的缺失，后果是非常严重的，各级保护人员需严格执行反措要求，在建造、验收、维护过程中，及时消除TV二次回路中性线接线隐患，防范于未然。
参考文献：
[1]贺家李，宋从矩.《电力系统继电保护原理》.
[2]《电力系统继电保护实用技术问答》第二版.
[3]《国家电网公司继电保护培训教材》.