0　引言 　　電力系統(tǒng)的故障是隨機(jī)的、多樣化的。傳統(tǒng)保護(hù)在簡(jiǎn)單故障時(shí)，一般都能正確反應(yīng)；但在復(fù)雜故障或特殊故障時(shí)，則不盡然，這取決于方案的嚴(yán)密性和保護(hù)裝置性能等諸多因素。復(fù)雜故障、特殊故障雖然幾率不大，但只要遇到一次，若保護(hù)拒動(dòng)，使事故擴(kuò)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(hù)，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(jìn)原理［1～3］及完善的性能，加上先進(jìn)的硬件和編程技巧，盡可能考慮到復(fù)雜和特殊故障，目前有幾千套LFP—900系列保護(hù)在電力系統(tǒng)中運(yùn)行，經(jīng)歷過(guò)各種故障考驗(yàn)，其中確實(shí)遇到一些復(fù)雜故障和特殊故障，都能正確、快速動(dòng)作。本文僅對(duì)運(yùn)行中遇到的一些復(fù)雜故障、特殊故障作些介紹。實(shí)際故障報(bào)告中，除故障波形外，還有動(dòng)作元件及其時(shí)間的文字?jǐn)⑹?，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(niǎo)、跳C、重合，T=-60 ms表示啟動(dòng)元件動(dòng)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(hù)拒動(dòng)或延時(shí)動(dòng)作。在我國(guó)歷史上有記載的5次這種故障，其后果或使一個(gè)省系統(tǒng)瓦解，或造成一個(gè)地區(qū)大面積停電，損失慘重。 　　LFP—900系列保護(hù)，其中主保護(hù)在原理上不需要振蕩閉鎖，距離保護(hù)的振蕩閉鎖由4部分組成：①傳統(tǒng)的振蕩閉鎖；②不對(duì)稱(chēng)故障開(kāi)放元件；③對(duì)稱(chēng)故障開(kāi)放元件；④非全相期間開(kāi)放元件。保證在閉鎖期間發(fā)生故障不會(huì)拒動(dòng)，振蕩加區(qū)外故障也不誤動(dòng)。 　　例1　廣西天生橋—平果Ⅱ回500 kV線路裝設(shè)了LFP—901A保護(hù)（允許式），于1997年3月15日23時(shí)24分51秒，發(fā)生A相接地（簡(jiǎn)稱(chēng)A0）間歇性故障（見(jiàn)圖1）。初期有一擾動(dòng)，約1周期，啟動(dòng)元件動(dòng)作，振蕩閉鎖開(kāi)放160 ms，約隔180 ms，真正發(fā)生了A0故障，主保護(hù)立即動(dòng)作。距離保護(hù)的傳統(tǒng)振蕩閉鎖處于閉鎖期間，但有不對(duì)稱(chēng)開(kāi)放元件，原始記錄距離保護(hù)于201 ms（距離保護(hù)本身動(dòng)作時(shí)間為21 ms）動(dòng)作跳閘。證明閉鎖期間發(fā)生故障，能正常動(dòng)作，不會(huì)擴(kuò)大事故。另外，原始記錄工頻變化量阻抗保護(hù)、工頻變化量方向高頻保護(hù)、零序方向高頻保護(hù)快速動(dòng)作（動(dòng)作時(shí)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(shè)了LFP—901A保護(hù)，于1995年6月22日17時(shí)42分37秒，發(fā)生A0故障（如圖2所示），保護(hù)動(dòng)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(shí)重合加速200 ms已經(jīng)消失，距離保護(hù)傳統(tǒng)振蕩閉鎖處于閉鎖期間，由于有不對(duì)稱(chēng)開(kāi)放元件動(dòng)作，原始記錄距離保護(hù)于1 238 ms動(dòng)作于三相跳閘（距離保護(hù)本身動(dòng)作時(shí)間28 ms）。再次證明閉鎖期間發(fā)生故障，能正常動(dòng)作，不會(huì)延時(shí)動(dòng)作。另外，原始記錄主保護(hù)也是快速動(dòng)作（動(dòng)作時(shí)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(hù)性能 [/b]　　高電阻接地，一般是對(duì)樹(shù)或?qū)χ穹烹?，初期故障電流很小，?duì)系統(tǒng)危害不大，但故障是逐漸發(fā)展的，電流隨之加大，對(duì)系統(tǒng)將產(chǎn)生危害，此時(shí)應(yīng)立即動(dòng)作跳閘。傳統(tǒng)距離保護(hù)對(duì)高電阻接地故障無(wú)能為力，一般由零序電流Ⅲ段延時(shí)動(dòng)作跳閘。LFP—901A保護(hù)的工頻變化量方向繼電器和零序方向電流縱聯(lián)主保護(hù)對(duì)高電阻接地故障有較高的靈敏度，能快速動(dòng)作跳閘，其暫態(tài)保護(hù)與穩(wěn)態(tài)保護(hù)互為補(bǔ)充，而且還有零序電流Ⅲ段作為后備，可以比較完善地對(duì)高電阻接地故障作出迅速反應(yīng)。LFP—901A對(duì)高電阻接地故障已經(jīng)有幾十次的記錄，現(xiàn)選部分各類(lèi)典型故障介紹如下。 　　例3　湖南鳳灘—毛家塘220 kV線路，裝設(shè)了LFP—901A保護(hù)，曾多次發(fā)生對(duì)樹(shù)、對(duì)竹放電。1995年5月25日12時(shí)46分22秒，C相對(duì)樹(shù)放電（如圖3所示），初期電流很小，啟動(dòng)元件（3I0）動(dòng)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(dòng)作：不停信，有收信信號(hào)，閉鎖了保護(hù)，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(dòng)作停信，選相元件也能動(dòng)作，原始記錄縱聯(lián)保護(hù)（工頻變化量方向高頻保護(hù)、零序方向高頻保護(hù)）于4 796 ms迅速將故障相（C相）切除。 [align=left] 　　 圖3　鳳—毛線C相對(duì)樹(shù)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(shí)54分28秒，發(fā)生B相對(duì)樹(shù)放電，見(jiàn)圖4。故障初期短路電流很小，剛能使啟動(dòng)元件動(dòng)作，工頻變化量方向元件和零序方向元件雖然皆動(dòng)作停信，但選相元件因有最大相電動(dòng)制動(dòng)，靈敏度比啟動(dòng)元件稍低，未動(dòng)作，不能跳閘。5個(gè)周期后，故障發(fā)展，電流突增，選相元件動(dòng)作，原始記錄縱聯(lián)保護(hù)（工頻變化量方向高頻保護(hù)、零序方向高頻保護(hù)）于110 ms將故障相（B相）切除。[/align] 　　 圖4　面—尤線B相對(duì)樹(shù)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(duì)樹(shù)放電3次，保護(hù)動(dòng)作情況大同小異，現(xiàn)選其中6日的一次說(shuō)明如下，見(jiàn)圖5。初期電流非常小，不足以啟動(dòng)任何元件，故障逐步發(fā)展，使零序啟動(dòng)元件動(dòng)作（定值0.75 A），發(fā)信動(dòng)作，此時(shí)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(dòng)作，不能停信，收信動(dòng)作閉鎖保護(hù)。大約在啟動(dòng)元件動(dòng)作后160 ms，電流增大，足以使零序方向元件動(dòng)作，停信，無(wú)收信信號(hào)。由于電流是漸變的，此時(shí)選相元件不動(dòng)作，相當(dāng)于選相失敗，150 ms后應(yīng)三相跳閘。原始記錄縱聯(lián)保護(hù)（零序方向高頻保護(hù)）動(dòng)作；后備保護(hù)于317 ms三相跳閘。 　　 圖5　柘—斗線對(duì)樹(shù)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(shí)53分39秒及23日0時(shí)1分31秒先后兩次因農(nóng)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(cè)為例，見(jiàn)圖6。電流增大較快，因此啟動(dòng)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(dòng)作，原始記錄天生橋側(cè)19 ms，平果側(cè)24 ms，動(dòng)作出口，快速切除B相故障。合于故障時(shí)，由加速保護(hù)切除故障（主保護(hù)方式為允許式）。 　　 圖6　天—平線平果側(cè)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(cè)電源線路故障時(shí)切除故障的性能 [/b]　　單側(cè)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(hù)很難實(shí)現(xiàn)，但LFP—902A則能順利實(shí)現(xiàn)。 　　例7　廣西沙坡變?yōu)闊o(wú)電源側(cè)變電站，馬—沙220 kV線路裝設(shè)了LFP—901A和LFP—902A保護(hù)，1997年10月24日6時(shí)45分32秒，發(fā)生C相接地故障，沙坡側(cè)保護(hù)動(dòng)作情況見(jiàn)圖7，無(wú)電源側(cè)變壓器中性點(diǎn)接地能提供零序電流（三相電流大小相等，方向相同）。此時(shí)啟動(dòng)元件（I0，ΔIφmax）動(dòng)作，因原理合理，工頻變化量元件、復(fù)合距離元件、零序方向元件、選相元件皆動(dòng)作，原始記錄縱聯(lián)保護(hù)（工頻變化量阻抗保護(hù)及零序方向高頻保護(hù)）以8 ms快速動(dòng)作出口，將故障相（C相）切除。實(shí)踐證實(shí)了原設(shè)計(jì)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(dòng)作情況。啟動(dòng)元件動(dòng)作發(fā)信，零序方向元件動(dòng)作停信，但選相元件不能動(dòng)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(dòng)作跳閘。后期程序，對(duì)于LFP—901A的無(wú)電源側(cè)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(chǎn)品。在圖7上還能說(shuō)明另一個(gè)問(wèn)題，兩套保護(hù)同時(shí)投重合閘時(shí)，沒(méi)有跳閘的保護(hù)，由不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘，不需要其他保護(hù)來(lái)啟動(dòng)。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(hù)啟動(dòng)，動(dòng)作快，后者由斷路器跳位繼電器不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)，動(dòng)作稍慢，但不會(huì)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(cè)空充線路運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)縱聯(lián)保護(hù)的性能 [/b]　　在傳統(tǒng)保護(hù)中，合于故障時(shí)有加速保護(hù)，但空充線路運(yùn)行時(shí)，對(duì)側(cè)斷路器尚未合上，縱聯(lián)保護(hù)尚未投入，若在線路末端發(fā)生故障，只好由第Ⅱ段延時(shí)動(dòng)作跳閘，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速切除故障。LFP—900的縱聯(lián)保護(hù)對(duì)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(shí)3分，0.5 h前發(fā)生單相瞬時(shí)性故障，天生橋側(cè)因TLS—1B元器件故障三跳未合閘，平果側(cè)重合上空充線路運(yùn)行，靠近天生橋側(cè)發(fā)生B0永久故障（見(jiàn)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(hù)（工頻變化量方向高頻保護(hù)）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(hù)三跳，切除故障。 　　 圖9　天—平線天生橋側(cè)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(xiàn) [/b]　　1　沈國(guó)榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1983，7（1） 　　2　戴學(xué)安.繼電保護(hù)原理的重大突破——綜論工頻變化量繼電器.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1995，19（1） 　　3　沈國(guó)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(dòng)化，1990，14（1）