中石化企業自備電廠110kV系統繼電保護常見隱患分析

王振東

（天津石化公司,天津大港,300271）

中石化企業自備電廠110kV系統繼電保護常見隱患分析

王振東

（天津石化公司,天津大港,300271）

當220kV變電站內的110kV母線上的線路發生故障，如果線路開關或線路保護拒動將直接引起110kV母線全部停電，這樣將會造成巨大的經濟損失。為了減小事故帶來的影響應采取措施完善繼電保護的選擇性，盡可能縮小事故停電范圍。

110kV母線；開關拒動；繼電保護

0 引言

目前許多石化的自備電廠的110kV母線在保護配置上存在很大隱患，主要體現在對母聯短路的保護配置上存在很大爭議，這是許多石化自備電廠的通病。（如圖1），這是典型的110kV雙母雙分段運行方式。當110kV母線上的任意一線路發生故障,保護裝置或開關發生拒動造成越級跳閘時，將會使220kV變電站#1、2主變后備保護動作，從而跳開#1、#2主變110kV側101、102開關造成110kV母線全部失電。這顯然是不合理的，為使目前情況得到改善，希望從110kV母線保護入手在#1、#2主變，101、102開關跳閘前（110kV母線失電前）使保護作用于跳開母聯145甲開關，從而隔離故障母線，保證正常母線的繼續運行，縮小停電范圍保證電網的相對穩定性和供電可靠性。

1 220kV變電站的正常運行方式

220kV變電站內的110kV母線為雙母雙分段接線方式正常運行方式：#1、#2主變中壓側斷路器101、102運行，母聯斷路器145甲、145乙運行，分段斷路器155運行；#4主變中壓側斷路器104熱備，分段斷路器144熱備；#3主變中壓側斷路器103冷備（見圖1）。

2 事例介紹

事例名稱：220kV變電站#1主變“復壓閉鎖過流保護”動作事故處理

運行方式：110kV系統：101（#1主變中壓側）、102（#2主變中壓側）、145甲（母聯開關）、145乙（母聯開關）、144（分段開關）、111（負荷）運行；155（分段開關）、104（#4主變中壓側）熱備；103冷備（#3主變中壓側）；

事故現象：后臺警鈴、警報響，告警信號報 “111開關縱差保護動作”“111距離保護動作”“#1主變中壓側復壓閉鎖過流保護動作”“#2主變中壓側復壓閉鎖過流保護動作”“101開關跳閘并閃綠光”“102開關跳閘并閃綠光”光字亮；集控后臺警鈴、警報響，告警信號，110kV母線電壓為零。

3 事例分析

3.1 保護動作分析

從事例可以看出本次事故主要原因為111線路故障開關拒動造成越級跳閘，先是111線路縱差保護動作，開關拒動后111后備保護距離保護動作開關繼續拒動。但由于此次故障不在110 kV母差保護范圍內所以致使母聯145甲開關拒動不動作，從而繼續越級跳閘導致網控#1、#2主變中復壓方向閉鎖過流動作，跳開#1主變110kV側斷路器101，#2主變110 kV側斷路器102開關,從而使110 kV4甲、4乙、5甲、5乙母線徹底失去電源。

3.2 保護原理分析

110kV線路差動保護定值為：差動動作電流：變比：1200/1，定值：0.6A，0S

110kV相間距離保護（后備保護）：相間距離Ⅱ段：變比：0.6Ω，0.5S

#1主變中壓側復壓方向過流Ⅰ（后備保護）：復壓閉鎖：110/0.1；u2=10V/線，過流一段：1200/1 ；0.75A 3.5s方 跳本側開關， 方向指向110KV母線側（#2主變與之相同）。

#1主變中壓側復壓過流（后備保護）：復壓閉鎖：110/0.1；u2=10V/線，過電流：1200:1/；0.75A 4.5S跳總出口（#2主變與之相同）

從保護定值來看當111線路故障時，縱差保護第一時間動作時限為0S，拒動后111線路后備保護相間距離保護動作時限為0.5S，再次拒動后#1、#2主變中壓側復壓方向過流保護同時動作跳開101、102開關，動作成功時限為2S。如101、102開關也拒動的話則啟動#1、#2主變中壓側復壓過流保護4.5S后跳#1、#2主變三側開關。

4 解決方案

4.1 建議修改#1、#2主變中復壓方向過流保護的保護范圍及動作時限

#1、#2主變中壓側復壓方向過流保護的保護分Ⅰ段和Ⅱ段，目前為止Ⅱ段保護未投入，只靠Ⅰ段保護動作延時跳開中壓側101、102開關。對此可以對#1、#2主變中壓側復壓方向過流保護的定值進行修改：Ⅰ段保護作用于跳開110kV母聯145甲開關，時限在線路開關后備保護動作后，#1、#2主變中壓側復壓過流動作前。Ⅱ段保護作用于跳開#1、#2主變中壓側101、102開關，時限在Ⅰ段保護動作后，#1主變中壓側復壓過流動作前。這樣當111線路故障線路主保護及后備保護或開關均拒動時，通過#1主變中壓側復壓方向過流Ⅰ段保護跳開母聯145甲開關隔離故障母線，縮小停電范圍保證正常母線的繼續運行。

4.2 在110kV母線上投入保護

110 kV母線采用四方及南瑞保護，雙套保護中均含有斷路器失靈保護（此保護目前未投入）。斷路器失靈保護在每一支路失靈啟動開入均設置為三個端子，三個端子并聯后接至對應的外部失靈啟動裝置開入接點。如投入110kV母線斷路器失靈保護，當110kV母線111線路故障開關拒動時，將在111線路后備保護動作后、#1、#2主變中壓側復壓方向過流動作前跳開母聯145甲開關，使111線路所在的110kV4甲母線上的所有開關斷開（包

圖1 （110kV母線系統圖）

括#1主變中壓側101開關，但此時#1主變中復壓方向過流Ⅰ不會動作）從而隔離故障母線110 kV4甲母線，使110 kV5甲母線、110 kV4乙母線、110 kV5乙母線不受影響正常供電，縮小了事故范圍。

5 小結

我們需要注意，許多時候由于受國家電網的要求、限制，他們處于全局安全考慮并不希望自備電廠在母聯斷路器上增設保護，當電廠內部有問題時希望以最短的時間讓電網與電廠解列，從而舍去內部保護的判斷、動作時間，增加安全性。但這對自備電廠將是很不利的。我們希望通過對保護定值的計算、分析使動作時間做到最短最精確，從而使出現問題時對電網產生的影響最小。

[1] 張智銳.繼電保護裝置干擾防護若干措施[J].廣東電力.2002(03)

[2] 王鋼,丁茂生,李曉華,肖霖.數字繼電保護裝置可靠性研究[J].中國電機工程學報.2004(07)

The self-provided power plant of sinopec enterprises 110 kv system relay protection common hazard analysis

Wang Zhendong
(Tianjin petrochemical corporation Tianjin port,300271)

When the 220 kv substation of 110 kv bus bar on the circuit malfunction, if refusing action will directly cause circuit switch or circuit all 110 kv bus bar power outage,this will cause huge economic losses.In order to reduce the effects of the accident measures should be taken to improve the selectivity of relay protection, narrowing the scope of forced outage as much as possible.

110 kv bus bar;Switch refusing action;Relay protection