中石化企業(yè)自備電廠110kV系統(tǒng)繼電保護(hù)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(yè)自備電廠110kV系統(tǒng)繼電保護(hù)常見隱患分析

王振東

（天津石化公司,天津大港,300271）

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

110kV母線；開關(guān)拒動；繼電保護(hù)

0 引言

目前許多石化的自備電廠的110kV母線在保護(hù)配置上存在很大隱患，主要體現(xiàn)在對母聯(lián)短路的保護(hù)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(dāng)110kV母線上的任意一線路發(fā)生故障,保護(hù)裝置或開關(guān)發(fā)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(hù)動作，從而跳開#1、#2主變110kV側(cè)101、102開關(guān)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(hù)入手在#1、#2主變，101、102開關(guān)跳閘前（110kV母線失電前）使保護(hù)作用于跳開母聯(lián)145甲開關(guān)，從而隔離故障母線，保證正常母線的繼續(xù)運行，縮小停電范圍保證電網(wǎng)的相對穩(wěn)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(nèi)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(cè)斷路器101、102運行，母聯(lián)斷路器145甲、145乙運行，分段斷路器155運行；#4主變中壓側(cè)斷路器104熱備，分段斷路器144熱備；#3主變中壓側(cè)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(fù)壓閉鎖過流保護(hù)”動作事故處理

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

事故現(xiàn)象：后臺警鈴、警報響，告警信號報 “111開關(guān)縱差保護(hù)動作”“111距離保護(hù)動作”“#1主變中壓側(cè)復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)動作”“#2主變中壓側(cè)復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)動作”“101開關(guān)跳閘并閃綠光”“102開關(guān)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(hù)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(guān)拒動造成越級跳閘，先是111線路縱差保護(hù)動作，開關(guān)拒動后111后備保護(hù)距離保護(hù)動作開關(guān)繼續(xù)拒動。但由于此次故障不在110 kV母差保護(hù)范圍內(nèi)所以致使母聯(lián)145甲開關(guān)拒動不動作，從而繼續(xù)越級跳閘導(dǎo)致網(wǎng)控#1、#2主變中復(fù)壓方向閉鎖過流動作，跳開#1主變110kV側(cè)斷路器101，#2主變110 kV側(cè)斷路器102開關(guān),從而使110 kV4甲、4乙、5甲、5乙母線徹底失去電源。

3.2 保護(hù)原理分析

110kV線路差動保護(hù)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(hù)（后備保護(hù)）：相間距離Ⅱ段：變比：0.6Ω，0.5S

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

#1主變中壓側(cè)復(fù)壓過流（后備保護(hù)）：復(fù)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(hù)定值來看當(dāng)111線路故障時，縱差保護(hù)第一時間動作時限為0S，拒動后111線路后備保護(hù)相間距離保護(hù)動作時限為0.5S，再次拒動后#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓方向過流保護(hù)同時動作跳開101、102開關(guān)，動作成功時限為2S。如101、102開關(guān)也拒動的話則啟動#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓過流保護(hù)4.5S后跳#1、#2主變?nèi)齻?cè)開關(guān)。

4 解決方案

4.1 建議修改#1、#2主變中復(fù)壓方向過流保護(hù)的保護(hù)范圍及動作時限

#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓方向過流保護(hù)的保護(hù)分Ⅰ段和Ⅱ段，目前為止Ⅱ段保護(hù)未投入，只靠Ⅰ段保護(hù)動作延時跳開中壓側(cè)101、102開關(guān)。對此可以對#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓方向過流保護(hù)的定值進(jìn)行修改：Ⅰ段保護(hù)作用于跳開110kV母聯(lián)145甲開關(guān)，時限在線路開關(guān)后備保護(hù)動作后，#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓過流動作前。Ⅱ段保護(hù)作用于跳開#1、#2主變中壓側(cè)101、102開關(guān)，時限在Ⅰ段保護(hù)動作后，#1主變中壓側(cè)復(fù)壓過流動作前。這樣當(dāng)111線路故障線路主保護(hù)及后備保護(hù)或開關(guān)均拒動時，通過#1主變中壓側(cè)復(fù)壓方向過流Ⅰ段保護(hù)跳開母聯(lián)145甲開關(guān)隔離故障母線，縮小停電范圍保證正常母線的繼續(xù)運行。

4.2 在110kV母線上投入保護(hù)

110 kV母線采用四方及南瑞保護(hù)，雙套保護(hù)中均含有斷路器失靈保護(hù)（此保護(hù)目前未投入）。斷路器失靈保護(hù)在每一支路失靈啟動開入均設(shè)置為三個端子，三個端子并聯(lián)后接至對應(yīng)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(hù)，當(dāng)110kV母線111線路故障開關(guān)拒動時，將在111線路后備保護(hù)動作后、#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓方向過流動作前跳開母聯(lián)145甲開關(guān)，使111線路所在的110kV4甲母線上的所有開關(guān)斷開（包

圖1 （110kV母線系統(tǒng)圖）

括#1主變中壓側(cè)101開關(guān)，但此時#1主變中復(fù)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(jié)

我們需要注意，許多時候由于受國家電網(wǎng)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(lián)斷路器上增設(shè)保護(hù)，當(dāng)電廠內(nèi)部有問題時希望以最短的時間讓電網(wǎng)與電廠解列，從而舍去內(nèi)部保護(hù)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(hù)定值的計算、分析使動作時間做到最短最精確，從而使出現(xiàn)問題時對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響最小。

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

[2] 王鋼,丁茂生,李曉華,肖霖.數(shù)字繼電保護(hù)裝置可靠性研究[J].中國電機工程學(xué)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