220kV線路距離保護誤動作整改創新方案

支玉林 陳超

(國網黑龍江省電力有限公司大慶供電公司,黑龍江大慶 163458)

220kV線路距離保護誤動作整改創新方案

支玉林 陳超

(國網黑龍江省電力有限公司大慶供電公司,黑龍江大慶 163458)

繼電保護的任務是當被保護的輸電線路或電氣元件發生故障時,保護裝置就迅速動作,把故障的輸電線路或電器元件從電力系統中切除,以消除或減小故障所引起的嚴重后果。對于一些容量大、電壓等級高、距離長、負荷重、結構復雜、參量變化范圍大、運行穩定性要求高等特點的線路保護,簡單的電流電壓保護往往不能滿足繼電保護的基本要求。距離保護可以保證在任何復雜接線電網中有選擇地切除故障,并具有足夠的快速性、靈敏度以及可靠性。

繼電保護 距離保護 電壓互感器 電壓切換 DBJ 零序電壓 零序電流

所謂距離保護，就是反應故障點至保護安裝處的距離，并根據距離的遠近而確定動作時間的一種保護裝置。當短路點距保護安裝處近時，保護裝置動作時間短；當短路點距保護安裝處遠時，保護裝置動作時間加長，以此保證動作的選擇性。線路的長短與阻抗成正比，所以測量故障點至保護安裝處的距離，實際上是阻抗繼電器測量故障點至保護安裝處之間的阻抗。保護安裝處母線電壓與線路電流之稱為測量阻抗，它反應了保護安裝處到短路點的阻抗。而母線電壓是從我們的母線PT上取得，母線10～220kV電壓級的每組主母線的三相上應裝設電壓互感器，電壓互感器的配置原則是：應滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求；保證在運行方式改變時，保護裝置不失壓、同期點兩側都能方便地取壓。對于雙母線系統上所連接的電氣元件，在兩組母線分開運行時(例如母線聯絡斷路 器斷開)，為了保證其一次系統和二次系統在電壓上保持對應，以免發生保護或自動裝置誤動、拒動，要求保護及自動裝置的二次電壓回路隨同主接線一起進行切換。用隔離開關輔助 觸點去啟動電壓切換中間繼電器，利用其觸點實現電壓回路的自動切換電壓切換。

1 發現問題

實踐證明電壓回路斷線有各種原因。除了電壓互感器的二次斷線故障或過載使電壓回路空開斷開外，還有人為地誤操作及阻抗元件內部電壓回路斷線等。電壓回路斷線將造成距離保護失去電壓，距離保護失去電壓時，由于電流回路仍有電流，阻抗繼電器將會誤動作。為了避免距離保護在上述情況下誤動作，就必須設置電壓回路斷線閉鎖裝置，裝置在距離保護電壓回路斷線后，將成套保護閉鎖，并發出斷線信號。

圖1 PT回路三相斷線DBJ不動作的措施

圖2 第二套保護用PT回路三相斷線DBJ不動作的措施

該裝置是按電壓互感器二次回路斷線時產生零序電壓的原理構成的，采用瞬時動作的電磁型平衡繼電器DBJ，該裝置有兩個線圈W1和W2，W1經電容Ca、Cb、Cc分別連接在Ua、Ub、Uc上，W2則接在電壓互感器開口三角繞組上。其工作原理如下。

(1)正常時，W1及W2兩段均無零序電壓，DBJ不動作。

(2)當被保護線路發生接地故障時，電力系統三相電壓不對稱，電壓互感器二次側三相電壓也不對稱，故W1和W2中都有零序電流流過，適當的選擇W1和W2所在回路的參數和極性，使兩個線圈的零序安匝大小相等，方向相反，總磁勢等于零，故DBJ不動作。

當二次回路三相都斷線時DBJ不動作，為了克服這一缺點，目前常采用的措施是在C相自動空開的兩段并聯一個電容器C其原理如圖1所示。

當三相空開同時熔斷時，在并聯有電容器的那一相電壓仍可通過電容器接入，造成了三相電壓的不對稱，使加于DBJ的零序電壓大于其整定值，DBJ可靠動作。在本次紅旗變電所綜合自動化改造過程中，由于220東西母線電壓互感器保護用電壓改用兩組而并非改造前的一組保護用電壓，兩組電壓分別給220kV線路兩套保護用，目的是當一組保護電壓發生失電時DBJ動作閉鎖其中一套保護，而另一套線路保護不失電可靠動作。而在本次改造過程中220kV東西母線電壓互感器端子箱，使用的是老舊端子箱并沒有更換，故只有一個電容器C。這種情況下當PT二次發生故障三相同時失電的情況下又發生外部故障時，其中一套有電容器的保護閉鎖，另一套DBJ不動作不閉鎖線路保護，保護回路中的增量元件動作而引起保護誤動作跳閘。在系統中220kV線路很重要它的誤動作影響到系統的穩定性，尤其是大慶地區220kV線路在電網中起著主網的作用故要保證220kV線路保護的可靠性。

2 解決方案

在220kV東西母線電壓互感器端子箱，增設一只匹配的電容器并聯在第二套保護用電壓空開下，這樣當PT二次回路發生三相電壓同時失電時，另一套保護能可靠閉鎖保護，不發生誤動作而保證繼電保護的可靠性，有利于整個大慶電網的穩定可靠性。第二套保護用PT回路三相斷線DBJ不動作的措施如圖2所示。

3 現場實際效果

大慶供電公司通過此類方法改造多個220kV變電所，充分的提高了距離保護的靈敏度和可靠性，克服了距離保護的死去，保證了供電可靠性。提高了線路經濟運行水平，降低生產成本，提高電能利用效率和社會效益，能精確知道系統的異常點科學的考核經濟效益以及有助于電力系統的可靠運行方式，對于提高電力企業的經濟效益和社會效益具有十分重大的意義。

4 結語

該整改創新方案是符合《繼電保護規程》及《國網公司作業標準》的要求，并成為大慶供電區今后施工過程中的作業準則。隨著電網的改造和完善，使輸電線路的快速保護能可靠的切除故障，保證了大慶地區油田生產用電。