10kV線路保護低頻減載動作原因分析

國網四川瀘州市納溪供電有限責任公司　葉 繼

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10kV線路保護低頻減載動作原因分析

國網四川瀘州市納溪供電有限責任公司葉 繼

【摘要】文章介紹了某網110kV線路故障引起10kV線路保護低頻減載動作跳閘事件，通過調閱現場保護裝置事故記錄、審查設備定值配合、小水電運行情況調查，以及線路巡視查找故障原因的終合研判，分析指出了保護動作的原因并采取整改措施，避免此類事件的再次發(fā)生。

【關鍵詞】10kV線路保護；低頻減載；分布式小水電；動作分析

繼電保護及安全自動裝置作為保障電網安全穩(wěn)定運行的第一二道防線，擔負著保護電網和設備安全運行的重要職責，隨著電網的不斷發(fā)展，配套的繼電保護設備和原理也日趨復雜，繼電保護不安全事件仍時有發(fā)生。本文就某網110kV線路故障，引發(fā)10kV線路保護低頻減載動作跳閘事件，分析發(fā)生的原因及提出有效的整改措施。

1　案例簡述

×月×日22時04分 甲站110kV 丙甲北線122開關距離Ⅱ段保護動作開關跳閘；110kV備自投裝置動作，合上110kV丙甲南線124開關；

22時04分 35kV乙變電站10kV城一線689開關滑差閉鎖低頻減載動作開關跳閘。

故障前運行方式為：110kV甲站由110kV丙甲北線供電，110kV備自投裝置投入，110kV丙甲南線帶電備用，甲#2主變運行。35kV乙站由35kV甲乙線供電，35kV乙丁線供電至丁站，1#主變運行，供電至10kV母，10kV城一線689開關、城二線688開關運行。電網運行方式如圖1所示。

2　案例原因分析

2.1保護動作情況

22時04分39秒983毫秒 甲站110kV丙甲北線122開關距離Ⅱ段保護動作開關跳閘；

22時04分47秒016毫秒 甲站110kV備自投動作，合上110kV丙甲南線124開關；

22時04分40秒171毫秒 35kV乙變電站10kV城一線689開關滑差閉鎖低頻減載動作開關跳閘：動作延時0.151s，故障量Fr=45.52Hz。

圖1　故障時電網一次接線圖

2.2保護動作記錄

跳閘后巡線查找到故障點是位于110kV丙甲北線線路18#塔處，因工地施工吊車吊大樹操作不當擦掛110kV線路，其余設備無故障點。35kV乙站35kV線路及1#主變后備保護、10kV城二線688開關保護在保護動作期間均無啟動記錄、無波形。

10kV城一線689開關與10kV城二線688開關定值清單相同：滑差閉鎖低周減載定值：48.5Hz；滑差閉鎖低周減載時限：0.15s。

通過調閱保護裝置動作時刻的錄波波形看出電壓幅值變小，電壓一周波的時間超過20ms，頻率降低到定值以下，低周減載動作正確。

2.3保護動作原因分析

35kV乙站10kV母線共有2條線路，10kV城一線主供城區(qū)集中負荷，10kV城二線主供農村地區(qū)分散負荷，其中線路后段有上世紀八十年代遺留下來的分布式小容量農村小水電自供區(qū)，其單臺發(fā)電機容量均小于50kW，供偏遠村莊自供區(qū)負荷。10kV城二線供出負荷一般維持在300～500kW左右，機網容量比遠遠小于8%，低頻減載功能退出。

當110kV丙甲北線線路故障跳閘，而110kV備自投還未動作時，35kV乙站主供電源失電，10kV城二線分布式小水電機組作為孤網運行。單機孤立運行的發(fā)電機組發(fā)出的有功和無功由用戶用電負荷決定。發(fā)生故障的瞬間，洽逢小水電自供區(qū)用電低谷時段，發(fā)電出力大于自供區(qū)負荷，多余出力通過10kV城二線線路供電至乙站10kV母線。發(fā)電機組額定容量小、有功小，用電有功負荷大于發(fā)電機組發(fā)出的有功功率因此頻率下降，35kV乙站10kV母線頻率下降，當降至10kV城一線689開關低頻減載整定值延遲0.15秒，保護動作開關跳閘，與動作時刻的錄波波形分析結論相同。此時發(fā)電機發(fā)出無功小于負荷消耗的無功，10kV母線電壓也下降，和動作時刻的錄波波形相符。

當甲站110kV備自投動作合上110kV丙甲南線124開關后，甲站和乙站均恢復送電，但是由于10kV城一線689開關低頻減載動作開關跳閘，使城區(qū)負荷供電中斷，顯然擴大了故障停電范圍。

3　經驗教訓和整改措施

從以上分析中看出：①分布式小容量小水電機組的保護設置不完善，在系統(tǒng)大網失電的情況下，小容量發(fā)電機組未與系統(tǒng)解列造成電能質量下降；②低頻減載方案設置不當，引起故障停電范圍的擴大；③若故障情況下，小水電機組孤網運行，供電至甲站110kV母線，有干擾110kV備自投裝置正確動作的風險，造成停電范圍的進一步擴大。

應采取以下幾方面整改措施：重新制定完善合理的低頻低壓減載方案，將10kV城二線688開關列入低頻減載方案輪次。在乙站失去主供電源時，10kV城二線688開關低頻減載動作跳閘，防止因頻率的變化造成停電范圍的擴大；針對老舊分布式小水電機組，強化安全運行管理，督促分布式小水電機組自動化設備的更新改造，小水電按現行國家標準《繼電保護及安全自動裝置技術規(guī)程》GB/T 14285的要求裝設相應的繼電保護與安全自動裝置，配置和整定參數應與上級電網相協(xié)調，特別是低頻減載裝置按要求投入，保證在故障情況下自動與系統(tǒng)解列。

4　結束語

低頻減載措施是電網安全穩(wěn)定運行的第三道防線，是裝設范圍最廣的安全穩(wěn)定裝置。在加強低頻減載措施管理的同時，建設合理的電網結構才是解決電網安全穩(wěn)定運行的重中之中。與此同時，并網的分布式小水電機組在電能質量、網損、繼電保護、無功電壓等方面對電網造成了一定的影響，相信在不久的將來，這些問題都會得到緩解或解決。

參考文獻

[1]國家電力調度通信中心.國家電網公司繼電保護培訓教材[M].北京:中國電力出版社,2009.

[2]周衛(wèi),張堯,等.分布式發(fā)電對配電網繼電保護的影響[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2010,38(3).

葉繼（1976－），女，四川瀘州人，大學本科，電氣工程師，現供職于國網四川瀘州市納溪供電有限責任公司，研究方向：電力調控繼電保護技術監(jiān)督。

作者簡介：