220kV羅臨II回線路故障跳閘繼電保護動作分析

劉永強

【摘 要】繼電保護是指在電力系統(tǒng)正常運行時發(fā)生故障或異常情況，在可能實現(xiàn)最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除或發(fā)出信號由值班人員消除的一種電網(wǎng)安全保護衛(wèi)士。但經(jīng)常因一些人為因素或是別的原因?qū)е吕^電保護誤動，從而影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行的事時有發(fā)生，值得我們警惕。

【關(guān)鍵詞】羅臨II回 保護動作 自環(huán)

220kV羅臨II回是地區(qū)供電重要線路，承擔(dān)兩個縣區(qū)的供電負(fù)荷。此次動作屬于區(qū)外保護動作后因人為因素發(fā)生的區(qū)內(nèi)誤動。通過對此次事件的分析，找出暴露的問題、提出防范措施，避免此類事故再次發(fā)生。

1 故障前運行方式

金羅站：

220KV系統(tǒng)：

220KV東、西母并列運行、200開關(guān)在合位；

201、261、263、265、、269開關(guān)在東母運行；其中267在東母，處于熱備狀態(tài)；

202、262、266、268、271開關(guān)在西母。

中性點系統(tǒng)：201-0、101-0合位。

故障前負(fù)荷情況：

線路名稱 P（ MW）

220KV柳羅Ⅰ 261 -158.2

220KV柳羅Ⅱ 262 -163.4

220KV龍羅 263 -163.6

220KV呂羅Ⅰ 265 14.5

220KV呂羅Ⅱ 266 18.2

220KV羅臨Ⅱ 268 224.9

220KV羅鈺Ⅰ 269 18.4

220KV羅鈺Ⅱ 271 16.8

臨縣站：

220KV系統(tǒng)：

220KV東、西母并列運行、200開關(guān)在合位；

201、241開關(guān)在東母運行；其中243在東母，處于熱備狀態(tài)；

202、242開關(guān)在西母。

中性點系統(tǒng)：201-0、101-0合位。

故障前負(fù)荷情況：

220KV 負(fù)荷（MW）

臨興241 94.31

羅臨Ⅱ回242 222.91

201 56.33

202 71.51

興縣站：

220KV系統(tǒng)：220KV東、西母并列運行，200開關(guān)在合位，

東母：臨興線273、2#主變202，

西母：1#主變201。

中性點系統(tǒng)：202-0、102-0合位，201-0、101-0分位。

故障前負(fù)荷情況：

序號 線路名稱 負(fù)荷（MW）

01 臨興線273 88.279

02 1#主變201 45.010

03 2#主變202 44.943

2 故障簡述

2013年8月6日22時07分，臨興線路區(qū)域雷雨天氣，220kV臨興線發(fā)生C相接地故障，臨縣站與興縣站兩側(cè)縱聯(lián)差動PSL-603光纖差動、CSC-101B縱聯(lián)距離保護均快速動作，C相跳閘后重合出口，雙側(cè)均重合成功。

同時，220KV羅臨II回金羅側(cè)268開關(guān)縱聯(lián)距離保護動作跳C相斷路器，重合成功。羅臨II回線金羅側(cè)268重合成功，轉(zhuǎn)入正常運行40ms后，臨縣側(cè)242在線路無故障的情況下縱聯(lián)距離誤跳C相斷路器。導(dǎo)致羅臨II回線非全相運行，產(chǎn)生零序電流，致使金羅側(cè)268縱聯(lián)距離與縱聯(lián)差動保護零序后加速動作，永跳268開關(guān)，并向臨縣側(cè)發(fā)遠(yuǎn)跳命令，臨縣側(cè)242收遠(yuǎn)跳令后，跳開其它兩相開關(guān)（A、B相），最終造成羅臨II回停運。

22時28分，羅臨II回268送電成功；22時31分，臨興線241送電成功。22時58分，臨縣站恢復(fù)正常運行方式。23時10分，興縣站恢復(fù)正常運行方式。

3 造成此次事故的原因分析

羅臨II回線路兩側(cè)動作時序圖見附件一：

（1）臨興線雷擊97#號塔造成C相接地短路是造成此次事故的直接起因；（2）羅臨Ⅱ回臨縣側(cè)CSC-101D保護在故障發(fā)生后670ms縱聯(lián)距離使C相誤跳閘，是造成此次停電事故的主要原因；（3）268縱聯(lián)距離光通道自環(huán)是造成金羅側(cè)268開關(guān)C相在區(qū)外故障時誤跳閘的主要原因，但因重合閘正確重合未造成不良后果；（4）兩側(cè)縱聯(lián)距離保護CSC-101D在通道自環(huán)時未發(fā)告警信號是造成此次事故的間接原因。

4 保護不正確動作原因分析

通過錄波分析，220kV羅臨II回縱聯(lián)距離保護兩側(cè)收發(fā)信時間不一致。金羅側(cè)發(fā)信時間為啟動后27.8ms，收信時間為28.8ms；臨縣側(cè)發(fā)信時間為啟動后124.6ms，收信為126ms。初步判斷收發(fā)信存在問題，檢查后發(fā)現(xiàn)通道在金羅側(cè)通訊機房光配架處自環(huán)。由于通道自環(huán)，臨興線故障，羅臨II回268開關(guān)保護功率方向為正方向，27ms后縱聯(lián)零序發(fā)信，自發(fā)自收，36ms縱聯(lián)保護動作出口跳開C相。羅臨II回非全相運行，臨縣側(cè)縱聯(lián)距離保護未動作，縱聯(lián)零序判為正方向，124.6ms發(fā)信，126.5ms收信。

羅臨II回金羅側(cè)CSC-101D保護594ms重合閘出口，660ms重合閘成功，羅臨II回線C相流過負(fù)荷電流，臨縣側(cè)縱聯(lián)保護673ms后縱聯(lián)零序保護CSC-101D出口，C相跳閘。羅臨II回線臨縣側(cè)零序電流由有---無---有，金羅側(cè)雙套保護達(dá)到零序加速定值（2.5A），縱聯(lián)距離及縱聯(lián)差動保護后加速保護相繼動作出口，跳268三相開關(guān)，縱聯(lián)差動保護永跳后發(fā)遠(yuǎn)跳令，臨縣側(cè)縱聯(lián)差動保護收到遠(yuǎn)跳令后出口跳242三相開關(guān)。至此羅臨II回線兩側(cè)開關(guān)均掉閘。

羅臨II回臨縣側(cè)CSC-101D保護700ms左右發(fā)C相跳閘原因：羅臨II回線區(qū)外故障，CSC-101D保護首先判為反方向故障，不發(fā)信，126ms后，縱聯(lián)零序判為正方向，因C相無流（線路對側(cè)單跳），選故障相為C相。660ms后，對側(cè)C相單重成功，故障相有流，零序電流雖變小，但保護采用全周波傅式算法，有流5ms后，計算零序電流為2.7A（實際零序電流為不到0.5A），大于定值2.5A，因此有流5ms后縱聯(lián)零序動作出口，單跳C相，造成誤動。誤動原因為保護裝置在通信回路異常情況下，在非全相期間，保護的閉鎖邏輯存在缺陷，導(dǎo)致線路無故障重合成功時，保護裝置誤動。

羅臨II回金羅側(cè)PSL603保護零序III段加速原因：PSL603保護區(qū)外故障，差流為0，保護不動作，但開關(guān)C相單跳，單重成功后，40ms對側(cè)跳開C相，達(dá)到零序III段加速定值（2.5A），永跳開出，并發(fā)遠(yuǎn)跳令，對側(cè)收到遠(yuǎn)跳令后跳開其他兩相開關(guān)（C相已跳開）。

5 暴露的問題

（1）北京四方CSC-101D舊版本的縱聯(lián)距離保護在通道自環(huán)時不發(fā)任何信號，是運維通信人員將通道誤自環(huán)后不能及時發(fā)現(xiàn)的主要原因；（2）暴露出通信維護人員標(biāo)準(zhǔn)化工作落實不到位，把關(guān)不嚴(yán)，工作不夠認(rèn)真；（3）運維人員對裝置熟悉不夠，培訓(xùn)不深入。

6 采取的對策措施

（1）聯(lián)系北京四方廠家對裝置升級，盡快解決自環(huán)時不發(fā)任何告警信號的設(shè)計缺陷；（2）建議廠家完善非全相狀態(tài)下保護的閉鎖功能。（3）加強運維人員培訓(xùn)，組織全體人員討論學(xué)習(xí)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)繼電保護裝置的原理及工作特點。（4）加強運維人員工作現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，重點針對繼電保護通訊回路加強巡視。嚴(yán)格執(zhí)行檢修、巡視規(guī)章制度，堅決杜絕類似問題發(fā)生。

7 結(jié)語

在本次臨興線線路發(fā)生瞬時C相接地故障，故障在羅臨II回區(qū)外，羅臨II回兩側(cè)縱聯(lián)距離保護動作屬于誤動。

附件一：羅臨II回線路兩側(cè)動作時序圖