1 引言
随着社会进步和地方电网中用户不断增多，地方电网的供电量已不能满足用户的要求，使其与大电网互联成为发展的必然规律。互联可以优化能源配置、提高能源利用效率并提高整个系统安全水平。但在此过程中也出现了一些新的问题，比如：互联后电网结构是否合理；供电能力是否适应负荷的需要，电源布局是否合理；是否具有可靠的保护和安全自动装置；是否具有可靠的数据采集和通信系统，以及是否具有调度员培训模拟DTS等。
本文通过内江电网与川南系统相联的110kV鸡石湾变电站35kV侧母联保护误动事故，分析了互联电网发生
故障后，由系统的机电暂态引起保护误动作的原因并提出了改善其行为的措施。2 保护误动作情况介绍
2.1 110 kV鸡石湾变电站及其出线保护配置情况
110kV鸡石湾变电站35kV母线母联300开关保护以及与其配合的鸡氮线311开关保护的配置情况如下（现场实测值）：
（1）110kV鸡石湾变电站2号主变35kV侧复合电压闭锁方向过流保护：
CT变比为700 A /3.5 A；V1=70 V，V2=6 V；2s 跳35kV侧302开关；1.5s 跳35kV母联300分段开关，方向指向母线。
（2）鸡氮线311开关保护：
I 段：3120 A，1740 V； III 段：200A，1s；重合闸时间为0.8 s。
2.2 母联300开关误动作情况
1998年12月9日资阳氮肥厂35kV避雷器支柱瓷瓶发生三相短路，引起110 kV鸡石湾变电站35kV侧鸡氮线311开关过流保护在 t=1.0s 动作跳闸，重合不成功，而2号主变35kV侧300开关复合电压闭锁过流保护1.5s 跳35kV母联300开关。 鸡石湾变电站一次接线如图1所示。
3 事故分析
3.1 保护的整定值校验
对故障线路鸡氮线311开关电流保护进行整定值校验：
电流速断保护，在系统最大运行方式下鸡氮线末端三相短路时的最大短路电流为1.9442kA，满足选择性的要求。
定时限过电流保护，在系统最小运行方式下鸡氮线末端两相短路时的短路电流为1.2204kA， III 段完全能够动作切除故障，其灵敏度为6.102，满足要求。而鸡氮线311开关保护处于电网的终端，动作时限无需与下一线路配合，这里选择动作时限为1s。
对2号主变35kV侧复合电压闭锁方向过流保护进行校验如下：
鸡石湾变电站2号主变35kV侧复合电压闭锁方向过流保护反应2号主变的外部故障以及作为2号主变内部故障时差动保护和瓦斯保护的后备保护，其整定值为700 A，当鸡氮线末端发生三相短路故障且鸡氮线311开关电流保护“拒动”时，应能动作跳35kV母联300开关，从而切除故障。最大运行方式下鸡氮线末端三相短路时，流经母联300开关的电流为1.0597 kA，超过2号主变35kV侧复合电压闭锁方向过流保护的整定值（700 A）而动作跳闸。动作时限取1.5s，保证了选择性。因此，2号主变35kV侧复合电压闭锁方向过流保护的整定值和动作时限满足要求。
3.2 故障后系统电磁暂态过程对保护的影响
用EMTP对故障后系统电磁暂态过程进行仿真，流经鸡石湾变电站35kV侧出线311开关与母联300开关的故障电流如图2和3所示。
由以上两图可见，流经鸡氮线311开关短路电流小于速断保护的整定电流Izd=3120A，线路速断保护不动作，但此电流值远远大于鸡氮线311开关限时过流保护的整定电流Izd=200A，该保护应在其整定时间t=1.00s 时动作，系统中短路故障被切除。在t=1.5s 时，流经鸡石湾变电站 302开关的电流为零（不计负荷的影响），不会引起300开关动作。
可见，仅仅分析系统故障后的电磁暂态过程，是找不到引起母联300开关动作的原因的。
3.3 故障后机电暂态过程对保护的影响
正常运行的电力系统初始功角d（0）大约在30°左右，图4中列出了110kV 鸡石湾变电站35kV 鸡氮线311开关过流保护在 t=1.0s 动作跳闸时，各种不同的初始功角所对应的系统功角变化曲线。
由图4中功角曲线的变化情况可知，对事故而言，如果系统的初始功角d（0）≥55°时，发电机与系统的功角的相对值将大于180°，发电机进入异步运行状态，功角d将不断增大，发电机与系统之间最终失去同步。
由上图中的d（t）曲线，绘制出其对应的I（t）曲线，如图5所示。
由图5可见，当鸡氮线末端发生三相短路后，110kV鸡石湾变电站35kV鸡氮线311开关过流保护在t=1.0s动作跳闸后，系统中振荡电流的变化情况。由于等值发电机与系统的功角相对值d发生变化，而引起系统中产生振荡电流 I，虽然由图4可知系统发生振荡后经过若干周期就会被拉入同步，但它仍可能导致电流保护误动。
当鸡氮线末端发生三相短路后，流过2号主变35kV侧300开关的电流 I=1958A远大于300开关过流保护的整定电流Izd＝700A，300 开关过流保护将起动，110 kV鸡石湾变电站35kV鸡氮线311开关过流保护在t=1.0s动作跳闸后，由于系统中存在振荡电流[3]，假设系统正常工作时初始功角d（0）≈30°，其振荡电流如图5曲线1所示，当t=1.0s时，振荡电流I=1089A大于300开关过流保护的整定电流，300开关过流保护不会复归，并且在t=1.0-1.5s期间振荡电流I始终大于700A, 即大于300开关过流保护的整定电流，当 t=1.5s时由于300开关过流保护的整定时间tzd=1.5s，300开关过流保护就动作。由以上分析可知引起保护误动的原因是等值发电机与系统的功角相对值发生变化，致使系统中出现振荡电流，致使300开关误动作。
4 防止保护误动的措施
4.1 对原有传统保护进行改进
通过以上的分析可知，互联系统发生故障后，由于等值发电机与系统的功角相对量发生变化，系统产生振荡电流，致使开关误动作。该地方电网的设备大多都是传统的电磁式继电器，故可从其整定值与整定时间上进行改进。
（1）缩短311开关保护的动作时间；
（2）增大300开关过流保护的整定电流；
（3）延长300开关过流保护的动作时间。
具体配合关系见下文表1～表4。表1和表2给出等值发电机不同转动惯量下300开关保护的整定电流取值范围，表3和表4则给出同样条件下300开关保护的相应动作时间。
根据系统不同的初始状态，可在表1和表2中查找确定鸡石湾变电站35kV侧300开关过流保护的整定电流值，从而避免系统故障后保护受振荡电流的影响，保证其正确动作。
由表3和表4，可根据系统不同的初始状态，查找确定鸡石湾变电站35 kV侧300开关过流保护的动作时间与110 kV鸡石湾变电站35 kV出线过流保护整定时间，从而可避免系统故障后保护受振荡电流的影响，保证保护正确动作。
4.2 采用检测突变量起动的微机保护
由检测到的突变量起动的保护能正确地区分系统故障与系统振荡，避免保护因系统振荡而误动作。
5 结论
本文针对内江电网鸡石湾变电站300母联开关保护误动作而不明原因的实际情况，从故障后系统电磁暂态和机电暂态两个方面出发，分析了该互联电网继电保护装置误动的原因，得出了以下结论。
（1）文中所采用的用EMTP电磁暂态仿真计算和编制的机电暂态数字仿真方法，适用于互联电网的保护行为分析，能够有效地进行较准确的定量计算；所提方法和编制的软件具有一定的推广使用价值。
（2） 通过详细的计算得出了鸡石湾变电站出线保护动作时间与联络开关保护整定时间和整定值之间的定量关系，为解决该保护经常误动问题提供了定量依据。
本文所提事故分析方法及计算结论对解决互联电网类似问题具有一定的参考价值。