摘要：電力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)常常因?yàn)橄到y(tǒng)中的過(guò)電流保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作而造成事故，給經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的損失。該文針對(duì)過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)作進(jìn)行分析，且針對(duì)各種情況提出了應(yīng)采取的措施，并提出了過(guò)電流保護(hù)改進(jìn)的方向。
　　關(guān)鍵詞:過(guò)流保護(hù)誤動(dòng)作；勵(lì)磁涌流；諧波；振蕩閉鎖
　　我國(guó)目前正處在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要時(shí)期，各行各業(yè)對(duì)電力的需求日益增加。因此，預(yù)防用電事故就成為迫切需要解決的問題。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見的也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種形式的短路，在發(fā)生短路時(shí)流過(guò)故障點(diǎn)的短路電流很大，有可能破壞系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此需要在系統(tǒng)中配置過(guò)電流保護(hù)。然而，在某些情況下，即使采用的過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作值和時(shí)間匹配得很合理，但由于與系統(tǒng)中其他的保護(hù)不能很好地配合而導(dǎo)致其誤動(dòng)作，造成整個(gè)系統(tǒng)故障。因此隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的日趨緊密，過(guò)電流保護(hù)能否正確動(dòng)作，對(duì)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行非常重要。
　　1 相關(guān)概念
　　過(guò)電流保護(hù)的工作原理：當(dāng)流過(guò)系統(tǒng)的電流值超過(guò)過(guò)電流保護(hù)裝置整定的動(dòng)作值，且經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間延時(shí)后使保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷故障電路，這就是過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作原理。
　　過(guò)電流保護(hù)接線方式：過(guò)電流保護(hù)的接線方式是指保護(hù)中電流互感器與繼電器的連接方式。正確地選擇保護(hù)的接線方式，對(duì)保護(hù)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能都有很大影響。其基本接線方式有三種：三相三繼電器的完全星形接線方式，兩相兩繼電器的不完全星形接線方式，兩相一繼電器的兩相電流差接線方式。其中三相三繼電器完全星形接線方式，對(duì)各種形式的短路都起保護(hù)作用，且靈敏度高，而兩相兩繼電器不完全星形接線和兩相一繼電器的兩相電流差接線方式，只能對(duì)三相短路和各種相間短路起保護(hù)作用，當(dāng)在沒有裝電流互感器的一相發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。
　　2 過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)作原因及采取的措施
　　2.1 勵(lì)磁涌流與和應(yīng)涌流的影響
　　勵(lì)磁涌流實(shí)質(zhì)上是斷路器操作時(shí)引起的電磁暫態(tài)現(xiàn)象，是由于變壓器內(nèi)磁通飽和而引起的。此外，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的自激振蕩和一次設(shè)備的鐵磁諧振等因素也會(huì)造成間隙性勵(lì)磁涌流，勵(lì)磁涌流的大小與合閘角有關(guān)，當(dāng)合閘角為零時(shí)，變壓器鐵芯處于高度飽和狀態(tài)，勵(lì)磁涌流可達(dá)額定電流的6~8倍，即使不是合閘角為零的極端情況，也有可能使過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)。對(duì)于這種誤動(dòng)，一般采用帶有二次諧波閉鎖功能的電流保護(hù)，以防止勵(lì)磁涌流導(dǎo)致電流保護(hù)誤動(dòng)。
　　當(dāng)變電站有2臺(tái)以上主變時(shí)，一臺(tái)變壓器空載合閘，會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，而如果涌流較大，將使得并列運(yùn)行的其他變壓器中產(chǎn)生和應(yīng)涌流。和應(yīng)涌流具有以下特征：①合閘變壓器電流始終具有涌流特征，但涌流衰減速度不一致，前面很快，取決于系統(tǒng)與變壓器電阻之和，后面很慢，僅與兩臺(tái)變壓器的原邊等效電阻有關(guān)；②系統(tǒng)電流大小與涌流大小相關(guān)，開始幾個(gè)周波有涌流特征，隨著和應(yīng)涌流的出現(xiàn)，系統(tǒng)電流逐漸對(duì)稱起來(lái)，涌流特征消失，同時(shí)期衰減速度很慢，與此時(shí)變壓器涌流衰減的速度一致。和應(yīng)涌流由于具有涌流特征，因此其幅值也很大，且其持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，容易造成保護(hù)誤動(dòng)，對(duì)于這種情況，考慮提高電流定值或引入電壓閉鎖元件，防止過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)。
　　2.2 不平衡電壓、電流的影響
　　當(dāng)系統(tǒng)故障為電機(jī)三相繞組的中心抽頭錯(cuò)誤接地所引起的時(shí)候，電網(wǎng)對(duì)地電壓會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不平衡，如此不平衡的電壓加在電機(jī)三相繞組上，就會(huì)出現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)作。對(duì)于這種情況采取將繞組中心抽頭的地線改接電機(jī)外殼，使中心抽頭懸浮即可。
　　2.3 諧波電流的影響
　　由于系統(tǒng)中有諧波分量的電力機(jī)車等設(shè)備運(yùn)行時(shí)，會(huì)向系統(tǒng)注入一定的諧波電流，電容器組是諧波電流的主要負(fù)荷支路，電容器的等值阻抗比正常方式要小，因此電容器流過(guò)的諧波電流比正常方式要大，經(jīng)過(guò)TA轉(zhuǎn)變到保護(hù)裝置的二次電流波形發(fā)生嚴(yán)重畸變，諧波與基波幅值疊加后，出現(xiàn)尖峰值較高的電流，當(dāng)系統(tǒng)中的繼電器采用靜態(tài)抗飽和型電流繼電器時(shí)，由于其原理是檢測(cè)電流峰值，則電流波形畸變程度越大，該繼電器感受到的電流有效值比基波電流有效值大很多，則可能造成過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)。對(duì)于這種情況，一般采用將靜態(tài)抗飽和型電流繼電器換成電磁型繼電器來(lái)防止誤動(dòng)作。
　　2.4 沖擊電流的影響
　　電廠廠用電在與備用電源切換的過(guò)程中，在合閘瞬間會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，沖擊電流是一個(gè)衰減極快的電流，它的大小與合閘速度有關(guān)，合閘時(shí)間越快，其殘壓衰減的越小，因此，備用變壓器母線電壓和電動(dòng)機(jī)殘壓的壓差也越小，這樣其合閘沖擊電流也越小。當(dāng)沖擊電流大于備用電源變壓器過(guò)電流保護(hù)整定值，就會(huì)使過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)。對(duì)于這種情況，可以采用以下措施：①采用快速斷路器；②盡可能快地投上備用斷路器；③備用變壓器過(guò)電流保護(hù)加一定的時(shí)間延時(shí)以躲過(guò)沖擊電流。
　　2.5變壓器環(huán)流的影響
　　當(dāng)變壓器產(chǎn)生勵(lì)磁涌流時(shí)，由于勵(lì)磁涌流中含有大量二次諧波和三次諧波分量，而其中的三次諧波成分將耦合到低壓側(cè)的△繞組內(nèi)部，在△繞組內(nèi)部形成環(huán)流；當(dāng)變壓器高壓側(cè)及出線發(fā)生接地故障時(shí)，將有零序電流產(chǎn)生，此零序電流同樣將耦合到變壓器低壓側(cè)的△繞組內(nèi)部，在變壓器△繞組內(nèi)部形成環(huán)流。對(duì)于變壓器低壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)，當(dāng)環(huán)流大于過(guò)電流保護(hù)整定值時(shí)，將會(huì)造成過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)。對(duì)于由這種因素造成的過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)，一般采用通過(guò)一定的時(shí)間延時(shí)來(lái)躲過(guò)。
　　2.6 電機(jī)啟動(dòng)電流的影響
　　對(duì)于工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)，由于其電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)的末端，工作電壓很不穩(wěn)定。在負(fù)荷高峰期，工作電壓可能低于額定電壓10%~20%，而在負(fù)荷低谷期又可能超過(guò)額定電壓10%~15%，因此，電機(jī)的實(shí)際啟動(dòng)電流可能大于額定啟動(dòng)電流，從而可能使過(guò)電流保護(hù)裝置誤動(dòng)。
　　對(duì)于干線過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流是按躲過(guò)最大一臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)，其他電機(jī)正常工作的條件整定的。這種計(jì)算方法在并聯(lián)電機(jī)臺(tái)數(shù)少，且各并聯(lián)電機(jī)容量相差較大時(shí)是合適的。若并聯(lián)電機(jī)臺(tái)數(shù)較多，各臺(tái)電機(jī)容量相近時(shí)，就有可能因多臺(tái)電機(jī)自啟動(dòng)電流（各并聯(lián)電機(jī)之和）大于干線過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流而使干線過(guò)電流保護(hù)裝置誤動(dòng)作。
　　有些機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中需要反向運(yùn)轉(zhuǎn)，有時(shí)甚至是急停急開，此時(shí)電機(jī)相當(dāng)于反接制動(dòng)。在此過(guò)程中，電機(jī)電流可能會(huì)達(dá)到額定啟動(dòng)電流的2倍左右，因而也可能使過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)。
　　對(duì)于這幾種情況下的誤動(dòng)一般采用增大可靠系數(shù)的方法來(lái)防止其誤動(dòng)。
　　2.7 弧光接地故障引起的誤動(dòng)
　　如果接地故障不是一種純金屬性質(zhì)的接地，而是一種間隙性的弧光接地故障時(shí)，當(dāng)線路較短時(shí)，接地電流是很小的，在這種情況下，許多弧光接地故障變得不能自動(dòng)熄滅。電力線路一旦發(fā)生了不能熄滅的弧光接地故障，由于電壓的升高，電容電流也會(huì)隨電壓的升高而增大。一旦這個(gè)電流達(dá)到了過(guò)電流保護(hù)的整定值，就會(huì)造成過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)作。對(duì)于這種情況下的誤動(dòng)，一般采用在電力線路中并聯(lián)電抗器，以及調(diào)整過(guò)電流保護(hù)整定值的方法來(lái)防止其誤動(dòng)作。
　　2.8 系統(tǒng)振蕩的影響
　　當(dāng)電力系統(tǒng)由于輸電線路輸送功率過(guò)大，超過(guò)靜穩(wěn)定極限；或由于短路故障切除緩慢，以及非同期自動(dòng)重合閘不成功等原因引起電力系統(tǒng)振蕩時(shí)，系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生幅值和相位隨振蕩角不斷變化的振蕩電流，當(dāng)振蕩電流大于過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作值時(shí)，保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作。但是振蕩時(shí)，系統(tǒng)失去穩(wěn)定后的第一個(gè)振蕩周期較長(zhǎng)，后來(lái)的振蕩周期就縮短。因此保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間只要大于1.5～2 s，則在振蕩中雖然過(guò)流繼電器會(huì)動(dòng)作，但在出口元件動(dòng)作之前過(guò)流繼電器又返回了，所以不會(huì)造成過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)作。還可以在過(guò)流裝置中加入振蕩閉鎖裝置，當(dāng)系統(tǒng)只發(fā)生振蕩而無(wú)故障時(shí)，振蕩閉鎖裝置將過(guò)電流保護(hù)可靠閉鎖，振蕩結(jié)束后立即將過(guò)電流保護(hù)開放，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)。
　　2.9 運(yùn)行維護(hù)上不到位
　　發(fā)電機(jī)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，斷路器三相跳閘，誤動(dòng)原因?yàn)榘l(fā)電機(jī)TA端子箱的電流端子發(fā)生松動(dòng)，造成保護(hù)誤動(dòng)。
　　線路AB相故障，同時(shí)，電廠發(fā)電機(jī)負(fù)序反時(shí)限保護(hù)誤動(dòng)跳閘，原因是該保護(hù)時(shí)間繼電器（晶體管型）絕緣降低，失去時(shí)間特性，待負(fù)序電流動(dòng)作即引起無(wú)時(shí)限跳閘。 發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù)（老式電磁型）的電流回路插件內(nèi)至大電流端子的接線有一相松動(dòng)，產(chǎn)生負(fù)序電流，引起負(fù)序電流保護(hù)誤動(dòng)，出口跳閘。
　　發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)，插件接觸不良，造成保護(hù)誤動(dòng)出口跳閘。
　　2.10 制造部門責(zé)任
　　發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部電流回路的負(fù)序保護(hù)用小TA輸出接線柱脫焊，造成三相不平衡，引起TA斷線和負(fù)序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作，發(fā)電機(jī)停機(jī)。
　　發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù)（不對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)），因繼電器整定阻值變化，造成定值漂移，引起保護(hù)誤動(dòng)跳閘。
　　發(fā)電機(jī)跳閘，出現(xiàn)“不對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置內(nèi)的繼電器絕緣不好，其接點(diǎn)直接接通出口跳閘。
　　發(fā)電機(jī)跳閘，出現(xiàn)“不對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)，經(jīng)查錄波圖發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)B、C相電流偏大，負(fù)序電流偏大，當(dāng)時(shí)斷路器C相跳閘，因受跳閘沖擊，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生較大負(fù)序電流，且裝置內(nèi)元件性能不穩(wěn)定引起誤動(dòng)。
　　大霧天氣，多條220 kV線路跳閘，發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作跳閘。繼電器采用積分原理構(gòu)成，分析認(rèn)為系統(tǒng)多次故障時(shí)，繼電器每次故障均充電，但其放電過(guò)程較慢，系統(tǒng)再次故障時(shí)動(dòng)作跳閘。
　　3 結(jié)論
　　過(guò)電流保護(hù)裝置在整個(gè)電力系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，它動(dòng)作的正確與否對(duì)系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行有重大影響。因此，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，防止過(guò)電流保護(hù)裝置誤動(dòng)作就顯得非常重要。除了對(duì)工作人員進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)，在裝置合理設(shè)定其動(dòng)作值和延時(shí)時(shí)間，以及在裝置中加設(shè)振蕩閉鎖，或電壓閉鎖裝置等措施之外，今后發(fā)展的趨勢(shì)是研制新型繼電器，利用系統(tǒng)在故障時(shí)流過(guò)電路的電流的其它特性（如電流的不對(duì)稱性等）作為保護(hù)的信號(hào)源，提高過(guò)電流保護(hù)的可靠性，以保證過(guò)電流保護(hù)在不該動(dòng)作的情況下不發(fā)生誤動(dòng)，從而保證整個(gè)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。