10kV線路保護拒動原因分析

羅 劍

葛洲壩集團電力有限責任公司，湖北宜昌 443002

10kV線路保護拒動原因分析

羅 劍

葛洲壩集團電力有限責任公司，湖北宜昌 443002

本文是從110kV線路發生接地故障，10kV低頻減載拒動，引起孤網運行時沒有按照負荷重要性來切除的事故入手，剖析保護裝置拒動的原因。指出在電氣設備安裝工程中，注意電氣一次設備變比與實際負荷配合的重要性，以提高保護動作的選擇性、可靠性。

10kV線路；保護拒動；問題分析

1 故障概述

西昌市110kV松武線發生接地故障，110kV松林變電站側開關拒動，導致110kV松安線、110kV瀘松線跳閘，致使110kV松林變電站全站失壓。錦屏電網及瀘沽變電站與西昌電網解列。110kV松林變電站失壓，瀘沽變電站通過110kV聯瀘線連同錦屏電網、河口電站、東端小水電一起孤網運行，地調命令根據實際情況控制負荷。根據預案各變電站部分10kV開關低周減載保護動作后錦屏電網負荷控制在29.7mW左右，其中錦屏西端21.8mW，錦屏東端7.9mW；河口電站保持滿發35.8mW，110kV聯磨二級通過聯合變上網5.2mW，錦屏電網通過110kV聯瀘線向瀘沽變電站輸送負荷11.3mW。電網系統頻率波動維持在49.4Hz～50.6Hz之間。按運行情況看在切掉第一、二輪負荷后可滿足運行要求，但在實際切除過程中近2/3的保護裝置沒有動作。

2 故障分析

2.1 低周減載基本原理

低周減載應考慮的問題是系統安全運行的最低頻率值，系統發生嚴重故障時，防止系統頻率崩潰的動作值及切負荷量。低周減載方案應滿足以下幾點：1）快速動作，故障后及時阻止頻率下降；2）避免誤動作導致負荷過切或拒動導致負荷欠切；3）保證恢復系統穩定和不超過系統安全運行頻率點的前提下切負荷量最小。如圖1所示，是一種典型的在系統發生功率缺額時，傳統低頻減載裝置實現按頻率逐級減載過程中的系統頻率變化軌跡圖。

圖1 典型低周減載頻率變化圖

fN為系統頻率，假如在t0時刻系統發生了大量的有功功率缺額，系統頻率將急劇下降。當頻率下降到基本輪首輪動作頻率整定值f1時，經延時Δt1，切除一部分負荷。如果功率缺額比較大，第一輪減載后，系統頻率還會繼續下降。考慮到第一輪減載的作用，系統頻率將按照曲線3～4下降，而不是按照曲線3～3′下降。當頻率下降到基本輪第二輪動作頻率整定值f2時，經延時Δt2 后又切除一部分負荷。此時系統頻率開始回升，但由于系統頻率長時間處于特殊輪首輪頻率整定值f1'之下，時間達到首輪動作整定值Δt3后，特殊輪減載第一輪，切除一部分負荷。如此時系統頻率仍低于特殊輪第二輪頻率整定值f2'，時間達到特2輪動作整定值Δt4后，后備輪第二輪減載，又切除一部分負荷，之后系統頻率慢慢恢復至正常頻率。

2.2 存在的問題及整改措施

在孤網開始時，低周減載第一、二輪次中錦屏電網部分變電站10kV出線低周減載保護未動作，各廠家保護裝置的具體原因為：

1）南京電研低周減載保護裝置：線路如果不在運行狀態（I≤0.06In），則低周保護自動退出；

2）南瑞繼保低周減載保護裝置：線路如果不在運行狀態（I≤0.06In），則低周保護自動退出；

3）成都智達低周減載保護裝置：線路如果不在運行狀態（I≤0.06In），則低周保護自動退出；

4）南京自動化低周減載保護裝置：本裝置同時設有電壓、電流閉鎖，裝置內部固定為0.6Un，無流定值內部固定為0.1In；

5）因泰萊低周減載保護裝置：電流閉鎖條件的退投可以由控制字實現控制。

當裝置配有低電壓閉鎖及滑差閉鎖功能的低周減載保護。當裝置投入工作時頻率必須在50±0.5Hz 范圍內，低周保護才允許投入。當系統發生故障，頻率下降過快超過滑差閉鎖定 值時瞬時閉鎖低周保護。另外，線路如果不在運行狀態（I≤0.06In），則低周保護自動退出，低周保護動作同時閉鎖線路重合閘。幾乎所有廠家的保護裝置的低周保護的邏輯都必須滿足這一條件（邏輯圖如圖2所示），這一條件的加入就意味著低周保護退投必須判斷線路電流，但是線路電流的采樣又取決于電流互感器的變比。

圖2 典型低周減載邏輯圖

綜上所述，要避裝置低周保護拒動不能迅速切掉負荷維護電網正常運行，可通過以下兩種途徑實現：一是在邏輯關系中加入控制字實現控制；二是按實際負荷的大小配上與之相符合的電流互感器。

3 結論

本文結合低周減載裝置的基本原理，根據110kV線路發生接地故障，10kV線路保護裝置拒動，引起孤網運行時沒有按照負荷重要性來切除的事故入手，剖析低周減載裝置拒動的原因進行了分析，在低周減載裝置及電流互感器的配合上提出了自己的觀點。通過實際運行表明，該問題的解決對于提高錦屏施工電網在孤網運行時的供電可靠性。

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TM75

A

1674-6708（2010）32-0019-02