淺析小電源系統(tǒng)對重合閘保護的影響及整改措施*

豐志財，馬 周

(昌吉電業(yè)局變電檢修工區(qū)，新疆 昌吉 831100)

隨著電網(wǎng)迅速發(fā)展，人們對電能質(zhì)量要求越來越高，尤其對供電可靠性的要求.為了提高供電可靠性，每條線路保護都配備了重合閘保護，以減少瞬時故障對電網(wǎng)可靠性的影響.而現(xiàn)在很多變電站都有小電源系統(tǒng)，對小電源處理不好［1］，有可能對重合保護產(chǎn)生拒動影響，對電網(wǎng)穩(wěn)定可靠運行影響極大，下面就是我局一起小電源對線路重合閘拒動影響.

1 故障經(jīng)過

2008年8月23日21時45分我局110千伏塔西河變110千伏豐塔線B相接地故障，縱聯(lián)零序出口，跳開了豐塔線兩側(cè)斷路器.塔西河變110千伏豐塔線重合閘功能在投入狀態(tài)，重合閘未成功，造成110千伏塔西河變電站全站失壓.

2 運行方式介紹

大豐變:110千伏豐塔線在I母運行，塔西河變:110千伏豐塔線I母運行，35千伏塔二線在35千伏I母母線上運行，110千伏塔西河變?yōu)閱坞娫垂╇姡?5千伏塔二線為小電源系統(tǒng).

圖1 變電站系統(tǒng)運行方式

3 豐塔線動作分析

110千伏塔西河變豐塔線保護動作情況.110千伏豐塔線塔側(cè)保護裝置動作報文:

2毫秒豐塔線保護啟動

16毫秒豐塔線縱聯(lián)零序停信

34毫秒豐塔線縱聯(lián)零序出口3I0=1.805 A

豐塔線保護裝置測距L=53.75 km

(1)縱聯(lián)保護動作分析:縱聯(lián)保護2毫秒保護啟動，16毫秒停信，同時收不到對側(cè)閉鎖信號，所以34毫秒縱聯(lián)零序出口，縱聯(lián)零序保護動作正確.

(2)重合閘動作分析:重合閘定值邏輯為檢線路無壓母線無壓投入.其中有壓定值為 U＞0.7Un，無壓定值 U＜0.3Un，其中Un=100V(二次電壓).重合閘延時定值為:TCH=1S.

豐塔線縱聯(lián)保護出口后，豐塔線兩側(cè)斷路器均跳閘，豐塔線塔側(cè)重合閘滿足檢線路無壓的條件，但是塔西河站小電源35千伏塔二線未跳閘，塔二線所連接的塔西河一級水電站、團結(jié)水電站、清水河水電站各機組仍在運行狀態(tài).豐塔線重合閘雖然檢線路無壓條件滿足，但是檢母線無壓條件不滿足，重合閘不出口.隨后，豐塔線豐側(cè)斷路器在4.9秒后重合成功，塔側(cè)重合閘檢線路無壓條件也不滿足了.故塔側(cè)重合閘不會出口.

以下是塔西河變電站故障錄播裝置錄波數(shù)字信息(此裝置故障時刻的報文可以反映出電壓變化):

21:45:37.035時刻110千伏側(cè)1母電壓

Uab=107.608 Ubc=105.608 Uca=104.608 U2=2.456(負序)

21:45:37.035時刻110千伏豐塔線電流

Ia=0.215 Ib=0.225 Ic=0.252 I0=0.026(負序)

21:45:37.135時刻110千伏側(cè)1母的電壓

Uab=99.472 Ubc=26.565 Uca=104.608 U2=14.585(負序)

21:45:37.135時刻110千伏豐塔線電流

Ia=0.225 Ib=1.225 Ic=0.215 I0=1.026(負序)

21:45:39.780時刻110千伏側(cè)1母電壓

110 千伏側(cè) Uab=52.245 Ubc=57.407 Uca=51.790 U2=5.740(負序)

21:45:39.780時刻110千伏豐塔線電流

Ia=0.004 Ib=0.005 Ic=0.003 I0=0.006(負序)

21:45:42.754時刻110千伏側(cè)1母電壓

110 千伏側(cè) Uab=15，620 Ubc=16.214 Uca=13.456 U2=1.569(負序)

21:45:42.754時刻110千伏豐塔線電流

Ia=0.004 Ib=0.005 Ic=0.003 I0=0.006(負序)

從以上故障數(shù)據(jù)可以看出，110千伏側(cè)母線電壓從故障時刻的21:45:378到21:45:41.754的4秒鐘內(nèi)里系統(tǒng)電壓沒有降低到0.3Un以下，重合閘檢母線無壓條件不滿足.所以塔側(cè)重合不出口行為符合邏輯.

為了解決塔西河變小電源造成變電站失壓問題，我們提出幾點解決方案.

(1)完善110千伏豐塔線跳閘聯(lián)跳35千伏塔二線小電源功能［2］，使35千伏塔二線小電源在110千伏豐塔線跳閘同時被切除.此方案優(yōu)點:線路瞬時故障時能在最短時間內(nèi)快速安全重合，有利于電網(wǎng)設(shè)備安全穩(wěn)定運行.此方案缺點:只要110千伏豐塔線一有故障，35千伏塔二線必被切除，必須延遲較長時間通過人工遙控或者就地操作進行送電.

(2)延長重合閘延時整定時間［3］，將重合閘時間延長至0.45秒，使重合閘延時躲過塔西河變110千伏母線電壓下降至0.3Un以下的時間，此方案優(yōu)點:110千伏豐塔線瞬時故障時，塔二線不會被頻繁切除，提高了35千伏塔二線供電可靠性.此方案缺點:當線路瞬時故障時保護不能快速重合，需要經(jīng)過4～5秒延時才能恢復送電，不利于電網(wǎng)穩(wěn)定運行.

(3)更改110千伏豐塔線檢線路無壓母線無壓控制字，將控制字改為“重合閘不檢”功能.此方案優(yōu)點:線路瞬時故障時能在較短時間內(nèi)有效重合.此方案缺點:當110千伏豐塔線線路故障時大豐側(cè)保護裝置未動作，斷路器未跳開，110千伏豐塔線塔西河側(cè)保護動作跳開本側(cè)斷路器，一旦“重合閘不檢”功能投入，將會導致雙電源非同期合閘，造成的后果輕則斷路器觸頭絕緣下降，重則斷路器爆炸，嚴重影響電網(wǎng)穩(wěn)定運行.

經(jīng)過仔細斟酌，我們首先采用第一種方案，完善110千伏豐塔線跳閘聯(lián)跳35千伏塔二線小電源功能，在2011年6月13日11時11分，110千伏豐塔線再次發(fā)生B相故障，重合閘仍未動作，具體動作報文如下:

4毫秒豐塔線保護啟動

18毫秒豐塔線縱聯(lián)保護停信

34毫秒 豐塔線縱聯(lián)距離出口 X=1.445Ω R=3.875Ω B相

110千伏豐塔線保護裝置縱聯(lián)距離出口動作后聯(lián)切35千伏塔二線斷路器動作，站內(nèi)故障錄波器波形數(shù)據(jù)如下:

11:51:59.973時刻110千伏側(cè)1母電壓

Uab=106.604 Ubc=104.605 Uca=108.205 U2=1.456(負序)

11:51:59.973時刻110千伏豐塔線電流

Ia=0.315 Ib=0.315 Ic=0.312 I0=0.026(負序)

11:52:00.273時刻110千伏側(cè)1母的電壓

Uab100.472 Ubc=23.565 Uca=104.608 U2=12.585(負序)

11:52:00.273時刻110千伏豐塔線電流

Ia=0.325 Ib=1.625 Ic=0.315 I0=1.125(負序)

11:52:01.371時刻110千伏側(cè)1母電壓

110 千伏側(cè) Uab=53.245 Ubc=55.407 Uca=52.790 U2=4.740(負序)

11:52:01.371時刻110千伏豐塔線電流

Ia=0.004 Ib=0.005 Ic=0.003 I0=0.006(負序)

11:52:01.971時刻110千伏側(cè)1母電壓

110 千伏側(cè) Uab=14，620 Ubc=12.214 Uca=11.456 U2=1.569(負序)

11:52:01.971時刻110千伏豐塔線電流

Ia=0.004 Ib=0.005 Ic=0.003 I0=0.006(負序)

從故障錄波數(shù)據(jù)上可以看出在110千伏豐塔線跳閘50毫秒，聯(lián)切35千伏塔二線小電源后，110千伏母線電壓仍持續(xù)2000毫秒，說明站內(nèi)仍有未知小電源存在，給110千伏母線反送2000毫秒殘壓，使重合閘不滿足動作條件，故重合閘不動作.由于不清楚還有哪些用戶可能存在小電源反送(用戶未調(diào)度上報，無法查出)，導致不能準確通過聯(lián)切功能切除小電源，因此我們采用第一種方案與第二種方案相結(jié)和方法，將聯(lián)切35千伏塔二線小電源繼續(xù)投入，然后將豐塔線重合閘延時整定時間整定為2.3秒，確保豐塔線重合延時躲過110千伏母線2000毫秒殘壓時間，之后豐塔線在運行過程中，出現(xiàn)線路瞬時接地故障時，都能正確重合，使塔西河變電站不失壓.

4 結(jié)束語

重合閘功能是保障變電站電網(wǎng)可靠運行重要措施之一，而變電站內(nèi)小電源處理對于重合閘保護至關(guān)重要，本文通過我局對變電站帶小電源系統(tǒng)的重合閘線路采取措施，來防止重合閘拒動導致變電站失壓，有很好的指導意義，希望能為其他類似線路帶來一些參照.

［1］楊香澤.變電檢修［M］.北京:中國電力出版社，2006.

［2］劉萬順.電力系統(tǒng)故障分析［M］.北京:中國電力出版社，2006.

［3］中華人民共和國電力工業(yè)部.DL/T 584－2007 3～110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程［S］.北京:中國電力出版社，1995.