一起110kV區外故障造成用戶雙回供電線路開關跳閘的分析

朱 林

（寧夏電力公司生產技術部 寧夏 銀川 750001）

謝智泉

（唐山供電公司配電中心 河北 唐山 063611）

胡 蘇

（寧夏電力公司超高壓分公司 寧夏 銀川 750001）

1 引言

2010年1月28日10時07分，青銅峽330kV變電站青牽線保護動作，開關跳閘，與此同時由青銅峽變配出鋁廠變的青三乙線保護動作，開關跳閘，事故發生后，現場進行了事故調查.

2 事故過程

事故前，青銅峽變、鋁廠變、牽引變的110kV系統主接線圖如圖1所示.

圖1 青銅峽變、鋁廠變、牽引變110kV系統主接線示意圖

事故前青銅峽變運行方式為，3＃主變110kV側中性點接地，中壓側接于I母，青牽線接于II母，青三乙線接于II母，青三甲線接于I母，母聯開關在合.鋁廠變運行方式為，青三甲線接于I母，青三乙線接于II母，母聯開關在合.牽引變運行方式為，青牽線開關在合.

青銅峽變情況：2010年1月28日10時07分，青牽線零序II段、接地距離II段保護動作，B相單相接地，出口跳閘，重合閘成功，保護裝置運行情況正常，定值核對無誤，錄波器運行正常，測距為5.726km.

鋁廠變情況：2010年1月28日10時07分，青三乙線零序II段保護動作，出口跳閘，重合閘未投，保護裝置運行情況正常，定值核對無誤，因為青三乙線未發生故障，故不應該跳閘，引發事故.

另青牽線線路全長5.35km，青三甲、乙線為同桿雙回架設，線路全長1.51km.經檢查線路未發現青三乙線線路有故障，故青三乙線零序II段保護動作為誤動作，引發事故.

文中將對上述事故進行分析，并提出改進措施.

3 事故分析

3.1 零序電流分析

調取信息子站系統的故障信息，信息顯示2010年1月28日10時07分，青銅峽變青牽線跳閘時，青三甲線、青三乙線有2.45A零序電流，且方向相反.對比各間隔零序電流定值結果如表1所示.

表1 各間隔零序電流與信息子站采集值統計

由以上搜集到的信息，畫出故障時零序電流示意圖如圖2，圖中可以看出，當青銅峽330kV變電站母聯開關在合，鋁廠變電站母聯開關在合時，并且青銅峽330kV變電站3＃主變壓器110kV側中性點接地，110kV側接于II母，牽引變母線發生單相接地時，存在兩個零序電流回路，是其中的3I01和3I02.當牽引變母線單相接地時，青銅峽330kV變電站的青牽線零序保護為正方向，滿足定值正確動作，鋁廠變電站的青三乙線同樣零序保護為正方向，滿足定值正確動作，并且整定時間同為0.3s，因此在故障時同時動作.

圖2 故障時零序電流流向示意圖

同樣，由圖中還可以看出，青銅峽變側的05119青三甲線零序電流同樣也是正方向，但因為05119青三甲線定值電流為9A，大于故障時流過本間隔的2.46A的零序電流而未啟動；如果故障時零序電流能夠滿足該定值，則05119青三甲線也會同時跳閘，會造成鋁廠變全站失壓.當然，通過整定計算校核給出的定值，不會發生這種情況，在此只是提請注意.

3.2 短路電流計算

利用整定計算軟件，計算青銅峽變青牽線出線末端接地故障時，流過青三甲、乙線短路電流，圖形建模如圖3所示.

圖3 青牽線及青三甲、乙線圖形建模

模擬故障前運行方式，青銅峽變＃1、＃2、＃3主變110kV側并列運行，且＃3主變110kV側中性點接地運行.設牽引變110kV母線發生B接地短路故障，對比各間隔零序電流計算結果如表2所示.

表2中理論計算短路電流數據與實際動作電流接近，驗證了青銅峽變青牽線故障造成鋁廠側青三乙線保護跳閘的理論合理性.

表2 各間隔零序定值與短路電流統計表

4 解決方法

4.1 斷開鋁廠變母聯開關 加裝母聯備自投裝置

造成鋁廠變青三乙線跳閘的主要原因是存在3I02零序電流回路.如果斷開零序電流回路，那么鋁廠變青三乙線處則感受不到零序電流，也就不會造成跳閘.

由于鋁廠屬于重要負荷，如果斷開母聯開關，當青三甲線或青三乙線線路故障造成一條線路跳閘時，則會造成部分負荷失壓，這時可以考慮裝設母聯備自投裝置.該裝置作用是當一條母線失壓時迅速投入母聯開關，從而當一條線路跳閘時，所有負荷快速恢復供電.

4.2 考慮鋁廠變青三乙線與青銅峽變青牽線保護定值配合

在上述跳閘事件中，鋁廠變青三乙線與青銅峽變青牽線同時跳閘的另一個原因是這兩個開關的零序II段保護時間定值相同，同為0.3s.如果能夠考慮時間級差配合，例如，鋁廠變青三乙線時間定值0.5s，青銅峽變青牽線時間定值0.3s.則在此次故障中，青銅峽變青牽線先于鋁廠變青三乙線跳閘，切除故障，則鋁廠變青三乙線不會跳閘.

這種方案也可以解決本文所述其他跳閘情況.

4.3 停用零序電流保護 將線保護裝置更換為光纖差動保護和距離保護

目前青三甲、乙線均采用高頻保護作為主保護，保護裝置為2001年投入運行的CSL161B型線路保護裝置.

對于短線路或運行方式變化很大的情況，零序電流保護往往不能滿足系統運行所提出的要求.電流保護的主要優點是簡單、經濟及工作可靠.但是由于這種保護整定值的選擇、保護范圍以及靈敏系數等方面都直接受電網接線方式及系統運行方式的影響，所以，在復雜網絡中，它們都很難滿足選擇性、靈敏性以及快速切除故障的要求；影響零序電流大小的還有短路點的遠近、平行線路或環網分流及互感等.目前在我國已有部分省市的地區級供電局采用了配置光纖差動保護后，停用零序保護的措施.

因此，建議更換青三甲、乙線保護裝置為光纖差動保護、距離保護，并在這種短線路的特殊運行方式中退出零序保護.

5 結束語

并列運行雙回線會在區外發生單相接地故障時，對并列運行雙回線的零序保護造成影響，尤其當并列運行雙回線線路較短時，影響更大，甚至造成區外故障誤跳閘的情況發生，針對這一問題，從3個方面考慮解決方案，都能避免此類事故的發生.

1 江蘇省電力公司.電力系統繼電保護原理與實用技術.北京：中國電力出版社，2007

2 國家電力調度通信中心.電力系統繼電保護實用技術問答（第二版）.北京：中國電力出版社，2000