10kV線路保護低頻減載動作原因分析

國網(wǎng)四川瀘州市納溪供電有限責(zé)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(wǎng)四川瀘州市納溪供電有限責(zé)任公司葉 繼

【摘要】文章介紹了某網(wǎng)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(diào)閱現(xiàn)場保護裝置事故記錄、審查設(shè)備定值配合、小水電運行情況調(diào)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(guān)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(wǎng)安全穩(wěn)定運行的第一二道防線，擔(dān)負著保護電網(wǎng)和設(shè)備安全運行的重要職責(zé)，隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，配套的繼電保護設(shè)備和原理也日趨復(fù)雜，繼電保護不安全事件仍時有發(fā)生。本文就某網(wǎng)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(guān)距離Ⅱ段保護動作開關(guān)跳閘；110kV備自投裝置動作，合上110kV丙甲南線124開關(guān)；

22時04分 35kV乙變電站10kV城一線689開關(guān)滑差閉鎖低頻減載動作開關(guān)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(guān)、城二線688開關(guān)運行。電網(wǎng)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(guān)距離Ⅱ段保護動作開關(guān)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(guān)；

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

圖1　故障時電網(wǎng)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(dāng)擦掛110kV線路，其余設(shè)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(guān)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(guān)與10kV城二線688開關(guān)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(diào)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(nóng)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(nóng)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(wǎng)容量比遠遠小于8%，低頻減載功能退出。

當(dāng)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(wǎng)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(dāng)降至10kV城一線689開關(guān)低頻減載整定值延遲0.15秒，保護動作開關(guān)跳閘，與動作時刻的錄波波形分析結(jié)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(dāng)甲站110kV備自投動作合上110kV丙甲南線124開關(guān)后，甲站和乙站均恢復(fù)送電，但是由于10kV城一線689開關(guān)低頻減載動作開關(guān)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(jīng)驗教訓(xùn)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(shè)置不完善，在系統(tǒng)大網(wǎng)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(zhì)量下降；②低頻減載方案設(shè)置不當(dāng)，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(wǎng)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(fēng)險，造成停電范圍的進一步擴大。

應(yīng)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(guān)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(guān)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(shè)備的更新改造，小水電按現(xiàn)行國家標準《繼電保護及安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》GB/T 14285的要求裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護與安全自動裝置，配置和整定參數(shù)應(yīng)與上級電網(wǎng)相協(xié)調(diào)，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(jié)束語

低頻減載措施是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的第三道防線，是裝設(shè)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(shè)合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才是解決電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重中之中。與此同時，并網(wǎng)的分布式小水電機組在電能質(zhì)量、網(wǎng)損、繼電保護、無功電壓等方面對電網(wǎng)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(diào)度通信中心.國家電網(wǎng)公司繼電保護培訓(xùn)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(wǎng)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(xué)本科，電氣工程師，現(xiàn)供職于國網(wǎng)四川瀘州市納溪供電有限責(zé)任公司，研究方向：電力調(diào)控繼電保護技術(shù)監(jiān)督。

作者簡介：