企業變電所保護誤動作的原因分析及處理措施＊
——以某變電所工程為例

馮俊琨 ， 陳 榮 ， 劉 芹 ， 馬嘯宇 ， 王黎光

（四川水利職業技術學院，四川 崇州 611231）

1 概述

近年來隨著電網的飛速發展，在“無人值班、少人值守”要求下微機保護得到廣泛應用。孫淼洋[1]提出在35kV以下電網中因階段式電流保護結構簡單、動作可靠被廣泛應用，并且指出階段式電流保護應設置瞬時電流速斷保護、限時電流速斷保護及定時限過電流保護。但是在某電所應用中因受線路較短、上級變電站出線過電流保護動作時間短且保護范圍大等影響，每一級線路均設置三段式電流保護不能滿足保護的選擇性。

2 工程概況

本變電所上接110kV變電站，本變電站已建成多年其出線保護已配置且無法改變，本變電所通過三段10kV母線及13臺降壓變壓器向負荷供電。本變電所電氣系統簡化電路圖如圖1所示，按《繼電保護技術導則》計算出整定值如表1所示。將表1整定結果輸入保護裝置后，對951、952、961、962等回路進行變壓器空載合閘試驗時，均出現各自回路過流Ⅱ段保護誤動作情況。

表1 整定計算值Tab.1 Setting calculation value

圖1 系統簡化短路點圖Fig.1 Simplified Short Circuit Point Diagram of the System

3 誤動作原因分析

保護誤動作主要原因有以下幾點：1）變壓器空載合閘時會產出很大的勵磁涌流，一般可達到額定電流的3.5～8倍[2]，越小的變壓器勵磁涌流比額定電流的倍數越大，本站整定計算時未考慮到勵磁涌流的影響。2）本變電所線路較短設置電流段保護沒有保護范圍[3]。3）本變電所上一級110kV變電站保護出線過電流保護動作時間僅為0.5s，受此影響按《繼電保護技術導則》配置三段式電流保護無法滿足選擇性。

4 改進措施

因篇幅所限，僅以圖1中虛線框內回路為例進行保護的配置與整定。

4.1 系統各回路參數

計算部分電路額定參數與短路電流值分別如表2、表3所示。

表2 電路額定參數Tab.2 Circuit Rating Parameters

表3 短路計算電流值Tab.3 Short Circuit Calculated Current Value

4.2 保護配置及整定計算

4.2.1 961（962）支路

本支路處于線路末段，因此主保護可設為瞬時動作的過電流保護。考慮到變壓器勵磁涌流很大，整定值以躲開變壓器勵磁涌流來進行整定：

靈敏性大于1.3，滿足要求。

按《繼電保護導則》要求該支路本因再設置近后備保護，但因為該功能與主保護均配置在同一保護裝置內，當該裝置退出運行時近后備保護也失效，從經濟實用角度考慮，本支路不再設置近后備保護，由923支路的過電流保護作為本回路的遠后備保護。

4.2.2 923支路

本回路考慮到線路太短電流I段沒有保護范圍，因此設置電流Ⅱ段保護作為本支路的主保護，設置過電流保護作為本段線路的近后備保護及下一段線路的遠后備保護。

1)主保護的整定：6

靈敏性=4.62，滿足要求。

鑒于微機保護裝置對時間分辨率很高，因與上級變電站電流保護動作時限配合較困難，故將時限級差縮短為0.15s，因此本保護動作時限：

2)后備保護的整定：本支路上的最大負荷電流確定時，考慮961支路正常運行，962支路變壓器投運產生6Ie的勵磁涌流，因此最大負荷電流按7Ie考慮。動作電流IⅢop.923=674 A。

近后備保護靈敏性校驗Ksen=10.71；遠后備靈敏性校驗ksen=1.29均滿足要求。

動作時間：

4.2.3 921支路

因本段線路極短發生故障的概率較低、若設置電流Ⅱ段保護則其靈敏性選擇性均無法滿足要求，因此本段線路僅設置過電流保護。最大負荷電流計算時，以一臺變壓器空載投運另外三臺變壓器正常運行時考慮，計算出IⅢop.921=1 068 A，近后備保護靈敏性校驗Ksen=6.96；遠后備靈敏性校驗ksen=6.76均滿足要求。因上一級線路為110kV變電所出線，過電流保護動作時限僅為0.5s，為了滿足選擇性將時限級差降為0.1s。動作時間：

通過上述保護配置及整定，變電所保護整定值如表4所示。

將此整定結果交由調試單位調試，任一變壓器投入運行時線路保護不再發生誤動作，經過幾個月的正常運行保護未發生任何異常情況，證明保護配置及整定方法可行。

表4 整定計算成果表Tab.4 Setting up the table of calculation results

5 結論

1)對于配電網絡末端線路保護配置，可不必按照《繼電保護技術導則》要求將三段式電流保護配齊。

2)對于微機保護裝置而言，動作時限級差可適當縮短。