[摘 要]<\/STRONG> 本文是从110kV线路发生接地故障,线路保护装置拒动,引起越级跳闸的事故入手,剖析保护装置拒动的原因。指出在电气设备安装工程中,注意电气一次设备极性的重要性,以提高保护动作的选择性、可靠性。
[关键词]<\/STRONG>110kV线路 保护拒动 问题分析
<\/SPAN><\/P>1.<\/B>概述<\/B><\/DIV>明星电力公司电力系统水力发电装机总容量70580kW,以自发电为主,不足部分从国家电网双堰220kV变电站引进解决。供电电网是以110kV和35kV线路为骨架的输送电网络,10kV线路为配电网络。主要电源及联络线构成的明星电网如图1所示。<\/DIV>
图1明星电网主接线图<\/DIV>
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2.110kV<\/B>线路故障现象<\/B><\/DIV>2007年7月某日,遂北变电站至双堰变电站的堰北Ⅰ线因雷击发生接地故障(如图1中d1所示)。后经巡线发现因雷击110kV堰北Ⅰ线从双堰站出线第8#铁塔A相有2片绝缘子被击穿,过桥损伤。故障前运行方式及故障后保护动作状况如下:<\/DIV>
2.1 110kV系统:<\/DIV>
①电源部分:三星水电厂2#机、3#机(2#主变中性点接地)。<\/DIV>
②电网部分:三星水电厂110kV南星线→110kV遂南变电站110kV南北线;遂北变电站110kV堰北Ⅰ线、堰北Ⅱ线并联运行(110kV母联113#开关处于运行状态),遂北站Ⅱ#主变中性点接地。<\/DIV>
2. 2 35kV系统:<\/DIV>
①电源部分:三星水电站1#机、小白塔电站1~5#机、龙凤电站1~5#机。<\/DIV>
②电网部分:小白塔电站、龙凤电站所有机组通过35kV龙金线→35kV金梅变电站35kV热金线→热电厂35kV变电站35kV热北线→110kV遂北变电站35kV母线。<\/DIV>
三星水电站1#机通过35kV星小线→110kV遂南变电站35kV南金线→35kV金梅变电站母线。<\/DIV>
2.3保护动作情况<\/DIV>
双堰站→三星水电站方向:<\/DIV>
①双堰站110kV堰北Ⅰ线163#开关接地距离Ⅰ段动作跳闸。故障录波装置显示0.3km,保护动作测距0.6km,A相接地故障;3473ms后检无压重合闸成功。<\/DIV>
保护定值:接地距离Ⅰ段2.86Ω,0s<\/DIV>
②遂北站Ⅱ#主变零序电压闭锁零序过流Ⅱ段一时限出口动作跳闸;<\/DIV>
保护定值:84A,1.2s<\/DIV>
三星水电站→双堰站方向:<\/DIV>
①三星水电厂110kV星南线111#开关零序电流Ⅲ段动作跳闸,动作值:247A;<\/DIV>
保护定值:零序电流Ⅲ段210A、2.2s。<\/DIV>
②双堰站164#开关接地距离Ⅱ段、零序过流Ⅱ段动作跳闸;3474ms后检无压重合闸成功。<\/DIV>
保护定值:接地距离Ⅱ段:6.1Ω,1.1s;零序电流Ⅱ段1200A、1.1s。<\/DIV>
3.<\/B>保护动作分析:<\/B><\/DIV>3.1应正确动作的保护:<\/DIV>
①双堰站110kV堰北Ⅰ线163#开关接地距离Ⅰ段动作;<\/DIV>
②遂北站110kV堰北Ⅰ线153#开关接地距离Ⅱ段、零序电流Ⅱ段。<\/DIV>
因遂北站153#开关保护拒动,双堰站164#开关接地距离、零序电流Ⅱ段动作断开双堰站侧短路电流;遂北站Ⅱ#主变高压侧零序电压闭锁电流保 护动作断开Ⅱ#主变35kV侧提供到遂北站110kV 3M的短路电流;金梅站35kV金热线515#开关过流Ⅲ段动作,断开35kV侧提供到遂北站110kV 1M、3M的短路电流;因遂南站南北线141#开关保护装置故障拒动,三星水电厂星南线111#开关零序电流Ⅲ段动作断开三星2#、3#发电机提供的短路 电流,从而,断开了所有与短路点有关的电源。堰北Ⅰ线2007年6月投产,全线采用双串防污型绝缘子,在雷击线路接地短路电弧消失后,线路绝缘仍满足运行 电压要求,双堰站堰北Ⅰ、Ⅱ检无压重合成功。<\/DIV>
3.2110kV线路保护拒动的原因分析<\/DIV>
遂南站110kV南北线141#开关保护装置在故障发生之前已检查到是保护模块问题,处理尚未完成。遂北站153#开关保护零序电流、接地距离 均未动作。遂北站110kV堰北Ⅰ线153#开关采用北京四方利水的HSL-164保护装置。该保护装置的零序方向电流保护由零序电流元件与零序方向元件 组成;接地距离保护由三部分组成即:偏移特性阻抗元件、零序电抗元件、方向元件。无论是零序电流保护,还是接地距离保护均在保护装置起动元件起动后达到定 值时动作。<\/DIV>
HSL-164的起动元件由两部分构成:第一部分是带有浮动门槛的相电流突变量起动;第二部分是零序辅助电流起动,该零序辅助电流由保护装置内部接在N411线上的零序电流互感器产生的外接零序电流,其原理如图2所示。<\/DIV>
图2HSL-164保护装置交流电流回路<\/DIV>
当线路发生接地故障时,相电流突变量、零序辅助电流起动元件同时起动。保护起动后,由零序电压与外接零序电流判别零序功率方向及零序电流是否达 到定值。在中性点直接接地的网络中,零序电压与零序电流的关系是:保护安装处的零序电流由母线流向被保护线路(保护取用的电流方向),同时零序分量电流、 电压仅存在零序网络中。零序网络是无源网络,因此保护方向上接地故障时的零序网络如图3所示。<\/DIV>
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Z
0<\/FONT><\/SUB>是保护安装处保护反方向的等值零序阻抗,由图3可得
<\/DIV>式中:φ
0<\/FONT><\/SUB>为Z0<\/FONT><\/SUB>的阻抗角,一般φ0<\/FONT><\/SUB>=70°~85°。<\/DIV>