0　引言 　　電力系統(tǒng)的故障是隨機的、多樣化的。傳統(tǒng)保護在簡單故障時，一般都能正確反應；但在復雜故障或特殊故障時，則不盡然，這取決于方案的嚴密性和保護裝置性能等諸多因素。復雜故障、特殊故障雖然幾率不大，但只要遇到一次，若保護拒動，使事故擴大，就有可能造成系統(tǒng)瓦解，致使大面積停電。LFP—900系列保護，由于基本繼電器（工頻變化量系列繼電器，振蕩閉鎖及V1，I0極化的距離繼電器等）的先進原理［1～3］及完善的性能，加上先進的硬件和編程技巧，盡可能考慮到復雜和特殊故障，目前有幾千套LFP—900系列保護在電力系統(tǒng)中運行，經歷過各種故障考驗，其中確實遇到一些復雜故障和特殊故障，都能正確、快速動作。本文僅對運行中遇到的一些復雜故障、特殊故障作些介紹。實際故障報告中，除故障波形外，還有動作元件及其時間的文字敘述，本文僅給出故障錄波圖。圖中Fx，Sx，Ta，Tb，Tc，ch分別為發(fā)信、收信、跳A、跳B、跳C、重合，T=-60 ms表示啟動元件動作前60 ms。 [b]1　在振蕩閉鎖期間發(fā)生故障的性能 [/b]　　傳統(tǒng)的振蕩閉鎖，在閉鎖期間發(fā)生故障，保護拒動或延時動作。在我國歷史上有記載的5次這種故障，其后果或使一個省系統(tǒng)瓦解，或造成一個地區(qū)大面積停電，損失慘重。 　　LFP—900系列保護，其中主保護在原理上不需要振蕩閉鎖，距離保護的振蕩閉鎖由4部分組成：①傳統(tǒng)的振蕩閉鎖；②不對稱故障開放元件；③對稱故障開放元件；④非全相期間開放元件。保證在閉鎖期間發(fā)生故障不會拒動，振蕩加區(qū)外故障也不誤動。 　　例1　廣西天生橋—平果Ⅱ回500 kV線路裝設了LFP—901A保護（允許式），于1997年3月15日23時24分51秒，發(fā)生A相接地（簡稱A0）間歇性故障（見圖1）。初期有一擾動，約1周期，啟動元件動作，振蕩閉鎖開放160 ms，約隔180 ms，真正發(fā)生了A0故障，主保護立即動作。距離保護的傳統(tǒng)振蕩閉鎖處于閉鎖期間，但有不對稱開放元件，原始記錄距離保護于201 ms（距離保護本身動作時間為21 ms）動作跳閘。證明閉鎖期間發(fā)生故障，能正常動作，不會擴大事故。另外，原始記錄工頻變化量阻抗保護、工頻變化量方向高頻保護、零序方向高頻保護快速動作（動作時間小于10 ms）。 　　 圖1　天—平線A相接地故障錄波圖 　　 Fig.1　Fault record of Tianshengqiao—Pingguo line 　　 when ground fault occurs on phase A 　　例2　湖南鳳灘—毛家塘220 kV線路裝設了LFP—901A保護，于1995年6月22日17時42分37秒，發(fā)生A0故障（如圖2所示），保護動作跳A相，795 ms重合，故障消失，1 210 ms又發(fā)生A0故障（事后巡線檢查為瓷瓶串跌落于地），此時重合加速200 ms已經消失，距離保護傳統(tǒng)振蕩閉鎖處于閉鎖期間，由于有不對稱開放元件動作，原始記錄距離保護于1 238 ms動作于三相跳閘（距離保護本身動作時間28 ms）。再次證明閉鎖期間發(fā)生故障，能正常動作，不會延時動作。另外，原始記錄主保護也是快速動作（動作時間小于5 ms）。 　　 圖2　鳳—毛線A相接地故障錄波圖 　 　Fig.2　Fault record of Fengtan—Maojiatang line 　 　when ground fault occurs on phase A [b]2　高電阻接地故障的保護性能 [/b]　　高電阻接地，一般是對樹或對竹放電，初期故障電流很小，對系統(tǒng)危害不大，但故障是逐漸發(fā)展的，電流隨之加大，對系統(tǒng)將產生危害，此時應立即動作跳閘。傳統(tǒng)距離保護對高電阻接地故障無能為力，一般由零序電流Ⅲ段延時動作跳閘。LFP—901A保護的工頻變化量方向繼電器和零序方向電流縱聯(lián)主保護對高電阻接地故障有較高的靈敏度，能快速動作跳閘，其暫態(tài)保護與穩(wěn)態(tài)保護互為補充，而且還有零序電流Ⅲ段作為后備，可以比較完善地對高電阻接地故障作出迅速反應。LFP—901A對高電阻接地故障已經有幾十次的記錄，現(xiàn)選部分各類典型故障介紹如下。 　　例3　湖南鳳灘—毛家塘220 kV線路，裝設了LFP—901A保護，曾多次發(fā)生對樹、對竹放電。1995年5月25日12時46分22秒，C相對樹放電（如圖3所示），初期電流很小，啟動元件（3I0）動作后發(fā)信，工頻變化量方向元件和零序方向元件靈敏度不夠，不能動作：不停信，有收信信號，閉鎖了保護，至4 755 ms，電流突然增加，工頻變化量方向元件和零序方向元件動作停信，選相元件也能動作，原始記錄縱聯(lián)保護（工頻變化量方向高頻保護、零序方向高頻保護）于4 796 ms迅速將故障相（C相）切除。 [align=left] 　　 圖3　鳳—毛線C相對樹放電錄波圖 　 　Fig.3　Fault record of Fengtan—Maojiatang line 　　 when phase C discharges electricity to tree 　　例4　浙江寧波躍尤變，面—尤220 kV線路于1997年8月18日12時54分28秒，發(fā)生B相對樹放電，見圖4。故障初期短路電流很小，剛能使啟動元件動作，工頻變化量方向元件和零序方向元件雖然皆動作停信，但選相元件因有最大相電動制動，靈敏度比啟動元件稍低，未動作，不能跳閘。5個周期后，故障發(fā)展，電流突增，選相元件動作，原始記錄縱聯(lián)保護（工頻變化量方向高頻保護、零序方向高頻保護）于110 ms將故障相（B相）切除。[/align] 　　 圖4　面—尤線B相對樹放電錄波圖 　　 Fig.4　Fault record of Mian—You line 　　 when phase B discharges electricity to tree 　　例5　江西柘林站，柘—斗220 kV線路，1997年5月6日、7日、8日先后對樹放電3次，保護動作情況大同小異，現(xiàn)選其中6日的一次說明如下，見圖5。初期電流非常小，不足以啟動任何元件，故障逐步發(fā)展，使零序啟動元件動作（定值0.75 A），發(fā)信動作，此時工頻變化量方向元件和零序方向元件因靈敏度不夠皆未動作，不能停信，收信動作閉鎖保護。大約在啟動元件動作后160 ms，電流增大，足以使零序方向元件動作，停信，無收信信號。由于電流是漸變的，此時選相元件不動作，相當于選相失敗，150 ms后應三相跳閘。原始記錄縱聯(lián)保護（零序方向高頻保護）動作；后備保護于317 ms三相跳閘。 　　 圖5　柘—斗線對樹放電錄波圖 　　 Fig.5　Fault record of Zhe—Dou line when discharge 　　 to tree occurs 　　例6　天生橋—平果Ⅱ回500 kV線路于1997年1月22日21時53分39秒及23日0時1分31秒先后兩次因農民放火燒山，火光及煙霧造成B0永久故障，現(xiàn)選22日平果側為例，見圖6。電流增大較快，因此啟動元件、工頻變化量方向元件、零序方向元件、選相元件皆能快速動作，原始記錄天生橋側19 ms，平果側24 ms，動作出口，快速切除B相故障。合于故障時，由加速保護切除故障（主保護方式為允許式）。 　　 圖6　天—平線平果側B0永久故障錄波圖 　　 Fig.6　Fault record of Tianshengqiao—Pingguo line 　　 when permanent ground fault occurs on phase B 　　 at Pingguo side [b]3　單側電源線路故障時切除故障的性能 [/b]　　單側電源線路發(fā)生單相故障，如果要求快速選相跳閘，傳統(tǒng)保護很難實現(xiàn)，但LFP—902A則能順利實現(xiàn)。 　　例7　廣西沙坡變?yōu)闊o電源側變電站，馬—沙220 kV線路裝設了LFP—901A和LFP—902A保護，1997年10月24日6時45分32秒，發(fā)生C相接地故障，沙坡側保護動作情況見圖7，無電源側變壓器中性點接地能提供零序電流（三相電流大小相等，方向相同）。此時啟動元件（I0，ΔIφmax）動作，因原理合理，工頻變化量元件、復合距離元件、零序方向元件、選相元件皆動作，原始記錄縱聯(lián)保護（工頻變化量阻抗保護及零序方向高頻保護）以8 ms快速動作出口，將故障相（C相）切除。實踐證實了原設計具有的良好性能。 　　 圖7　馬—沙線C相接地故障錄波圖 　　 Fig.7　Fault record of Ma—Sha line 　　 when ground fault occurs on phase C 　　例8　圖8是沙坡變電站LFP—901A動作情況。啟動元件動作發(fā)信，零序方向元件動作停信，但選相元件不能動作（ΔIφφ=0），選相失敗，必須等150 ms后三相跳閘，但LFP—902A在8 ms已動作跳閘。后期程序，對于LFP—901A的無電源側加了低電壓選相，就能按相快速跳閘了，但本套裝置屬早期產品。在圖7上還能說明另一個問題，兩套保護同時投重合閘時，沒有跳閘的保護，由不對應啟動重合閘，不需要其他保護來啟動。LFP—902A于670 ms發(fā)合閘命令，LFP—901A于685 ms發(fā)合閘命令，相差15 ms，前者由本身保護啟動，動作快，后者由斷路器跳位繼電器不對應啟動，動作稍慢，但不會造成二次重合閘。 　　 圖8　沙坡變電站錄波圖 　　 Fig.8　Fault record of Shapo substation [b]4　單側空充線路運行發(fā)生故障時縱聯(lián)保護的性能 [/b]　　在傳統(tǒng)保護中，合于故障時有加速保護，但空充線路運行時，對側斷路器尚未合上，縱聯(lián)保護尚未投入，若在線路末端發(fā)生故障，只好由第Ⅱ段延時動作跳閘，因而無法實現(xiàn)快速切除故障。LFP—900的縱聯(lián)保護對這種情況在方案中作了周密安排，也能以較快速度切除故障。 　　例9　天生橋—平果Ⅱ回500 kV線路，1997年3月16日0時3分，0.5 h前發(fā)生單相瞬時性故障，天生橋側因TLS—1B元器件故障三跳未合閘，平果側重合上空充線路運行，靠近天生橋側發(fā)生B0永久故障（見圖9），LFP—901A在方案中考慮了此種故障，原始記錄允許式縱聯(lián)保護（工頻變化量方向高頻保護）以較快速度（54 ms）切除了B相故障，重合于故障，由CF1，CF2加速保護三跳，切除故障。 　　 圖9　天—平線天生橋側B0永久故障錄波圖 　　 Fig.9　Fault record of Tianshengqiao—Pingguo line 　　 when permanent ground fault occurs on phase B 　　 at Tianshengqiao side [b]參考文獻 [/b]　　1　沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究.電力系統(tǒng)自動化，1983，7（1） 　　2　戴學安.繼電保護原理的重大突破——綜論工頻變化量繼電器.電力系統(tǒng)自動化，1995，19（1） 　　3　沈國榮，鄧紹龍，朱聲石.區(qū)分振蕩與短路的新原理.電力系統(tǒng)自動化，1990，14（1）