10kV線路保護(hù)拒動(dòng)原因分析

羅 劍

葛洲壩集團(tuán)電力有限責(zé)任公司，湖北宜昌 443002

10kV線路保護(hù)拒動(dòng)原因分析

羅 劍

葛洲壩集團(tuán)電力有限責(zé)任公司，湖北宜昌 443002

本文是從110kV線路發(fā)生接地故障，10kV低頻減載拒動(dòng)，引起孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)沒有按照負(fù)荷重要性來切除的事故入手，剖析保護(hù)裝置拒動(dòng)的原因。指出在電氣設(shè)備安裝工程中，注意電氣一次設(shè)備變比與實(shí)際負(fù)荷配合的重要性，以提高保護(hù)動(dòng)作的選擇性、可靠性。

10kV線路；保護(hù)拒動(dòng)；問題分析

1 故障概述

西昌市110kV松武線發(fā)生接地故障，110kV松林變電站側(cè)開關(guān)拒動(dòng)，導(dǎo)致110kV松安線、110kV瀘松線跳閘，致使110kV松林變電站全站失壓。錦屏電網(wǎng)及瀘沽變電站與西昌電網(wǎng)解列。110kV松林變電站失壓，瀘沽變電站通過110kV聯(lián)瀘線連同錦屏電網(wǎng)、河口電站、東端小水電一起孤網(wǎng)運(yùn)行，地調(diào)命令根據(jù)實(shí)際情況控制負(fù)荷。根據(jù)預(yù)案各變電站部分10kV開關(guān)低周減載保護(hù)動(dòng)作后錦屏電網(wǎng)負(fù)荷控制在29.7mW左右，其中錦屏西端21.8mW，錦屏東端7.9mW；河口電站保持滿發(fā)35.8mW，110kV聯(lián)磨二級(jí)通過聯(lián)合變上網(wǎng)5.2mW，錦屏電網(wǎng)通過110kV聯(lián)瀘線向?yàn)o沽變電站輸送負(fù)荷11.3mW。電網(wǎng)系統(tǒng)頻率波動(dòng)維持在49.4Hz～50.6Hz之間。按運(yùn)行情況看在切掉第一、二輪負(fù)荷后可滿足運(yùn)行要求，但在實(shí)際切除過程中近2/3的保護(hù)裝置沒有動(dòng)作。

2 故障分析

2.1 低周減載基本原理

低周減載應(yīng)考慮的問題是系統(tǒng)安全運(yùn)行的最低頻率值，系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，防止系統(tǒng)頻率崩潰的動(dòng)作值及切負(fù)荷量。低周減載方案應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)：1）快速動(dòng)作，故障后及時(shí)阻止頻率下降；2）避免誤動(dòng)作導(dǎo)致負(fù)荷過切或拒動(dòng)導(dǎo)致負(fù)荷欠切；3）保證恢復(fù)系統(tǒng)穩(wěn)定和不超過系統(tǒng)安全運(yùn)行頻率點(diǎn)的前提下切負(fù)荷量最小。如圖1所示，是一種典型的在系統(tǒng)發(fā)生功率缺額時(shí)，傳統(tǒng)低頻減載裝置實(shí)現(xiàn)按頻率逐級(jí)減載過程中的系統(tǒng)頻率變化軌跡圖。

圖1 典型低周減載頻率變化圖

fN為系統(tǒng)頻率，假如在t0時(shí)刻系統(tǒng)發(fā)生了大量的有功功率缺額，系統(tǒng)頻率將急劇下降。當(dāng)頻率下降到基本輪首輪動(dòng)作頻率整定值f1時(shí)，經(jīng)延時(shí)Δt1，切除一部分負(fù)荷。如果功率缺額比較大，第一輪減載后，系統(tǒng)頻率還會(huì)繼續(xù)下降?？紤]到第一輪減載的作用，系統(tǒng)頻率將按照曲線3～4下降，而不是按照曲線3～3′下降。當(dāng)頻率下降到基本輪第二輪動(dòng)作頻率整定值f2時(shí)，經(jīng)延時(shí)Δt2 后又切除一部分負(fù)荷。此時(shí)系統(tǒng)頻率開始回升，但由于系統(tǒng)頻率長(zhǎng)時(shí)間處于特殊輪首輪頻率整定值f1'之下，時(shí)間達(dá)到首輪動(dòng)作整定值Δt3后，特殊輪減載第一輪，切除一部分負(fù)荷。如此時(shí)系統(tǒng)頻率仍低于特殊輪第二輪頻率整定值f2'，時(shí)間達(dá)到特2輪動(dòng)作整定值Δt4后，后備輪第二輪減載，又切除一部分負(fù)荷，之后系統(tǒng)頻率慢慢恢復(fù)至正常頻率。

2.2 存在的問題及整改措施

在孤網(wǎng)開始時(shí)，低周減載第一、二輪次中錦屏電網(wǎng)部分變電站10kV出線低周減載保護(hù)未動(dòng)作，各廠家保護(hù)裝置的具體原因?yàn)椋?/p>

1）南京電研低周減載保護(hù)裝置：線路如果不在運(yùn)行狀態(tài)（I≤0.06In），則低周保護(hù)自動(dòng)退出；

2）南瑞繼保低周減載保護(hù)裝置：線路如果不在運(yùn)行狀態(tài)（I≤0.06In），則低周保護(hù)自動(dòng)退出；

3）成都智達(dá)低周減載保護(hù)裝置：線路如果不在運(yùn)行狀態(tài)（I≤0.06In），則低周保護(hù)自動(dòng)退出；

4）南京自動(dòng)化低周減載保護(hù)裝置：本裝置同時(shí)設(shè)有電壓、電流閉鎖，裝置內(nèi)部固定為0.6Un，無流定值內(nèi)部固定為0.1In；

5）因泰萊低周減載保護(hù)裝置：電流閉鎖條件的退投可以由控制字實(shí)現(xiàn)控制。

當(dāng)裝置配有低電壓閉鎖及滑差閉鎖功能的低周減載保護(hù)。當(dāng)裝置投入工作時(shí)頻率必須在50±0.5Hz 范圍內(nèi)，低周保護(hù)才允許投入。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，頻率下降過快超過滑差閉鎖定 值時(shí)瞬時(shí)閉鎖低周保護(hù)。另外，線路如果不在運(yùn)行狀態(tài)（I≤0.06In），則低周保護(hù)自動(dòng)退出，低周保護(hù)動(dòng)作同時(shí)閉鎖線路重合閘。幾乎所有廠家的保護(hù)裝置的低周保護(hù)的邏輯都必須滿足這一條件（邏輯圖如圖2所示），這一條件的加入就意味著低周保護(hù)退投必須判斷線路電流，但是線路電流的采樣又取決于電流互感器的變比。

圖2 典型低周減載邏輯圖

綜上所述，要避裝置低周保護(hù)拒動(dòng)不能迅速切掉負(fù)荷維護(hù)電網(wǎng)正常運(yùn)行，可通過以下兩種途徑實(shí)現(xiàn)：一是在邏輯關(guān)系中加入控制字實(shí)現(xiàn)控制；二是按實(shí)際負(fù)荷的大小配上與之相符合的電流互感器。

3 結(jié)論

本文結(jié)合低周減載裝置的基本原理，根據(jù)110kV線路發(fā)生接地故障，10kV線路保護(hù)裝置拒動(dòng)，引起孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)沒有按照負(fù)荷重要性來切除的事故入手，剖析低周減載裝置拒動(dòng)的原因進(jìn)行了分析，在低周減載裝置及電流互感器的配合上提出了自己的觀點(diǎn)。通過實(shí)際運(yùn)行表明，該問題的解決對(duì)于提高錦屏施工電網(wǎng)在孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的供電可靠性。

[1]楊博，解大，等.電力系統(tǒng)低頻減載的現(xiàn)狀與應(yīng)用[J].華東電力，2002(9).

[2]胥傳普，張磊，等.關(guān)于華東電網(wǎng)第三道防線建設(shè)的思考[J].華東電力，2008.

[3]巫柯，李興源，等.孤立小受端系統(tǒng)的低頻減載設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電力，2009.

TM75

A

1674-6708（2010）32-0019-02