一起22０kv線路保護在備自投試驗過程動作行為分析

張碧華

摘要：220kV變電站在進行備自投試驗過程中，線路對側(cè)線路保護裝置發(fā)生非計劃動作，對側(cè)線路斷路器分閘，對該動作行為分析，找到了動作背后的根本原因，對實際電網(wǎng)開展備自投實驗有一定借鑒意義。

關鍵詞：備自投試驗;非計劃動作

0 前言

為提高220kV變電站的供電可靠性，對處于220kV環(huán)網(wǎng)供電方式下且設有斷環(huán)點的220kV變電站增設備自投裝置，一定程度上可提高該變電站的供電可靠性，在主供線路發(fā)生故障后通過備自投裝置自動將備供線路自動投入運行，可避免220kV變電站全站失壓，減少對下級電網(wǎng)供電影響。我局在220kV變電站備自裝置調(diào)試完畢，具備投運條件后，于2014年12月進行備自投帶負荷實驗，實驗過程中發(fā)生對側(cè)線路220kV線路主二保護動作，對側(cè)線路220kV斷路器分閘。

1 試驗過程簡介

2014年12月9日，220kV變電站進行備自投試驗時，220kV秀紅I回備供、寶秀I回主供，220kV秀變母聯(lián)212斷路器處運行，在進行寶秀I回線失壓（采用斷開220kV秀變Ⅰ、Ⅱ母電壓空開模擬，非實際斷開寶秀I回252斷路器），220kV秀變?nèi)臼海?20kV秀變秀紅Ⅰ回244斷路器合閘，220kV秀變寶秀Ⅰ回242斷路器分閘，而同時220kV寶變寶秀Ⅰ回252由寶秀Ⅰ回線路保護裝置動作分閘。

按220kV備自投動作邏輯設計，220kV秀變?nèi)臼簳r，備自投自動分閘220kV秀變寶秀Ⅰ回242斷路器，自動合上備用線220kV秀紅Ⅰ回244斷路器，220kV秀變由備自投自動轉(zhuǎn)由220kV紅秀Ⅰ回供電。但220kV寶變寶秀Ⅰ回252斷路器不應動作，懷疑備自投動作瞬間，同時220kV寶變寶秀Ⅰ回線路上發(fā)生瞬時故障。

調(diào)看220kV寶變寶秀Ⅰ回線保護裝置動作報文，寶秀Ⅰ回線主一保護裝置保護啟動，并有遠跳開入，保護裝置未出口跳閘，寶秀Ⅰ回線主二保護裝置保護啟動，并有遠跳開入，保護裝置出口跳閘寶秀Ⅰ回252斷路器。

2 保護裝置動作分析

2.1 遠跳開入分析

寶秀I回線保護裝置主一未動作，主二動作，說明線路本身并無故障;同時主一、主二保護開入主要有遠跳開入，而根據(jù)設計，220kV秀溪變220kV備自投裝置跳220kV寶秀Ⅰ回線242斷路器操作箱TJR跳閘繼電器，TJR繼電器具有啟動保護裝置遠跳功能，因此500kV寶變220kV寶秀Ⅰ回線保護裝置收到遠跳開入，符合備自投裝置正常開入。

根據(jù)計算公式為相間電流當前時刻值（瞬時值）與前一周波同角度瞬時值之差絕對值，再減前一周波同角度瞬時值與前兩周波同角度瞬時值之差絕對值，再取絕對值。在三相對稱情況下，兩相相間電流向量即第三相相電流向量的反向。

2.2 保護啟動分析

主一保護為北京四方公司103D，主二保護為北京四方公司103BN，保護啟動均可有電流突變量啟動，且計算公式相同。

電流突變量啟動公式：△I_φφ>I_QD式1

或△3I⁰>I_QD式2

其中ΔI_φφ=‖I_φφK-I_φφK-T|-|I_φφK-T-I_φφK-2T‖，φφ指AB、BC、CA三種相別，K指采樣的當前時刻某一點，T=24為一周打樣點數(shù)，（K-T）即指K點在1周前的采樣值，（K-2T）即從K點數(shù)2周前采樣值，I3I⁰為零序電流突變量，I_QD為突變量起動定值。

根據(jù)寶秀主一、主二保護定值單，CT變?yōu)?250/1，I_QD為0.1A，寶秀Ⅰ回線電容電流20A（一次值），寶秀Ⅰ回線跳閘前負荷電流86A（一次值）。

在秀變220kV備自投動作跳開本側(cè)242斷路器后，220kV寶秀一回線252變斷路器帶空線運行，電容電流約20A（一次值），折算到二次為20/1250=0.016A（有效值），寶秀Ⅰ回線242斷路器跳閘前負荷86A，折算到二次為20/1250=0.0688A（有效值），考慮到正常負荷呈感性，線路電容負荷呈容性，電流曲線發(fā)生翻轉(zhuǎn)，按計算公式1，可認為242斷路器斷開前后220kV寶秀一回線玉溪變側(cè)最大可達（0.016+0.0688），=0.1199A（有效值折算到瞬時值乘），則達到保護啟動定值0.1A，滿足電流突變量啟動條件，主一保護啟動，主二保護啟動。

2.3 保護跳閘出口分析

根據(jù)寶秀主

一、主二保護定值單，主一保護遠方跳閘受方向元件和啟動元件同時控制，而主二保護遠方跳閘僅受啟動元件同時控制。

在備自投動作瞬間，由于負荷電流突然消失并轉(zhuǎn)為線路電容電流，寶秀主

一、主二保護均啟動，同時收到遠跳開人，但主一保護收遠跳命令后經(jīng)本側(cè)方向元件（距離Ⅱ段保護范圍）閉鎖，主一保護裝置不動作;主二保護裝置保護啟動，且有遠跳開人，滿足保護裝置動作條件，則保護裝置動作跳開寶變側(cè)252斷路器。因此寶秀線主一、主二保護裝置動作行為均符合保護邏輯條件，屬正確動作。

3 改進建議

經(jīng)過對上述保護裝置的動作分析后，線路保護裝置動作行為正確，屬備自投試驗過程中的“小插曲”，為避免此類情況再次發(fā)生可采取對主二保護裝置升級，增加遠跳經(jīng)方向元件閉鎖邏輯;或采取限制負荷電流，使負荷電流不能滿足保護啟動條件;另外在進行備自投帶負荷實驗時可采用實際分電源側(cè)斷路器方式，也可避免本次斷路器非計劃動作，同時也能更加接近實際電網(wǎng)運行方式，來檢驗備自投是否可靠動作。