110kV線路單相接地故障保護整定配合分析

黃正瓊

摘 要：線路故障中有很大一部分是線路單相接地故障引起的，并且這些故障屬于間歇性突然癥狀，只有利用線路重合閘恢復正常，而由于110 kV線路系統(tǒng)的特殊性，有時即使將線路恢復仍會對用電造成影響。文章正是基于此對110 kV線路在接地時的主變保護動作以及線路的關系進行詳細闡述，并且有針對性地提出解決措施。

關鍵詞：110 kV線路；單相接地；故障；措施

中圖分類號：TM773 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）2-0112-01

1 110 kV變壓器整定原因分析

1.1 間隙零序電流保護

在《3-100 kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》中規(guī)定間隙零序電流保護的每次電流可以設定在40-100 A的范圍內，并且當保護過程完成后可有0.3～0.5 s延時跳變壓器每個側斷路器。因為間歇性過電流在間歇性放電的時候要立即切斷變壓器，所以這段間隙的間隔長度的設定能決定間歇保護是否有效。此設定需要符合以下幾個標準：首先避開單相接地暫態(tài)電壓，同時要保證系統(tǒng)的接地效果。其次當系統(tǒng)丟失接地中性點或者單相接地不正常的時候，間歇根據(jù)情況放電，最后間歇實際設定時，間歇長短的最長度和最短度基本不會發(fā)生交合。所以實際操作中涉及的因素更多，規(guī)定當中的40～100 A的范圍并不適用，目前間隙的間隔一般選擇在110～135 mm。由此可知110 kV系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地之后主變中性點間隙性過流保護的現(xiàn)象是正常的。

1.2 間隙零序電壓保護

規(guī)定中又指出由于110 kV變壓器零序電壓對中性點起到保護作用，因此3 U0定值較多情況設定在150～180 V中，保護任務完成后可有0.3～0.5 s延時跳變壓器每個側斷路器。在實際操作過程中對于零序過壓保護的限定值應該考慮以下幾個因素。

首先，110 kV線路在丟失接地中性點的時候出現(xiàn)單行接地短路現(xiàn)象，連接在開口三角繞組的零序過電壓防護應可靠反應。當中性點沒有連接地點網(wǎng)中出現(xiàn)單相接地短路的情況時，出現(xiàn)問題相電壓為0，并且兩個正常相電壓上升至相電壓的倍，此時轉換到TV開口三角繞組位置的相電壓數(shù)據(jù)應該是173.2 V。但是因為TV極限輸出是130～135 V。綜合兩個正常相電壓相位差和60?，因此3 U0設定值應該是3 U0=（130-135）=（225-233） V。

其次，間歇性零序防護電壓應該比變壓中性點的工頻耐壓低，并且一定情況下不能超過變壓器的中性點沖擊耐壓Uoop≤Krel×3×Uen/1.8。當中Krel設定為0.9較為可靠；Uen是指工頻耐壓數(shù)值；1.8是穩(wěn)定和暫時狀態(tài)之比對110 kV側的工頻耐壓值是140 kV，所以Udzj

然后，當中性點接地電網(wǎng)中出現(xiàn)單相接地短路的情況時零序過電壓保護切勿隨意操作。之后在單相接地短路并且系統(tǒng)丟失接地中性點后零序電壓保護才會有防護效果。另外在本地網(wǎng)內部有中性點接地變壓器的情況下，也不要隨意操作零序電壓保護，因此要避開目前3 U0的電壓值數(shù)。如果X1、X2以及X0的數(shù)值相同，那么一句電壓的分配情況能夠知道短路位置的3倍零序電壓值為：

3Uko=×Uφ/（U/100）==100 V。

最后，針對短路點阻抗X0=X1時，Udzj=100 V；如果X0=3 X1，短路點的3倍零序電壓180 V，但真實情況是X0<3 X1，所以對TV進行保護母線位置的3 U0相比三倍零序電壓的180 V小了許多。

總結以上計算結論，設定150～180 V的過壓保護，可以有效的滿足110 kV系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地情況時的保護動作配合。

2 主變間隙保護動作研究

110 kV線路保護主要有三種方式，即三段式零序保護、三段式接地長度保護以及三段式間隔保護。因為110 kV變電站在負荷側沒有電源，所以主變高壓側中性點較多使用的方式是間歇接地，以用來配合零序過壓保護。

由于110 kV無延時的相隔長度I段以及接地長度I不能保護整段線路，因此需要依靠眼時段的相隔、接地距離在0.4～05 s的時間內排除問題。如果110 kV線路在末端區(qū)域產生故障的時候，故障造成的零序電壓太高而導致株百年中心點間隙擊穿，那么根據(jù)規(guī)范文件說明，主變高壓側延時越0.5 s與主變中性點各側的開關開關跳開，并且零序保護Ⅱ段和Ⅲ段段保護出口跳開線路開關。當線路出現(xiàn)臨時故障的時候，利用延時重合閘啟動重合成功，那么線路送電正常，除非主變各側開關已經跳開。

另外在電流較大的接地系統(tǒng)里，在發(fā)生接地故障的時候，零序網(wǎng)絡情況決定零序電流的位置以及零序電壓水平，零序網(wǎng)絡是由電網(wǎng)里中性點接地變壓器的位置分布。因此將零序網(wǎng)絡合理分配，是提高電網(wǎng)良好運作的必要條件。而對于變壓器放電間隙的改進需要注意以下要素：在實際實踐過程中，間歇放電電壓普遍比規(guī)范數(shù)值低，為了解決這種情況，可以加長間隙放電的長度，也可以在對間歇放電長度進行計算的時候把握好出現(xiàn)故障之時暫時狀態(tài)過電壓的作用，從而加強間隙擊穿的設定電壓。

3 110 kV線路單相接地保護整定配合研究

一方面，110 kV線路的所有配置迅速斷開保護，線路出現(xiàn)問題并且與人為操作無關，不需要為主變間隙的保護留時間。這種處理方式也是解決此等問題最有效的措施。目前110 kV線路全程速斷保護還難以實現(xiàn)，所以依據(jù)現(xiàn)狀必須采取輔助保護措施。

另一方面，110 kV線路對于線路任何一部位的故障都有較快反映的Ⅱ段保護時間設定為0.3 s，從而使線路出現(xiàn)故障時最快時間內切斷。然后主變中性點間隙零序過流保護的數(shù)值設定為100 A，反應時間需要與Ⅱ段線路保護相互協(xié)調，另外還要用0.3 s級差，和0.6 s的間隙零序過流保護跳主變各側，以上設置符合規(guī)程的要求，并且有在實踐中采用的真實性。

根據(jù)試驗，110 kV線路發(fā)生故障時，先要將Ⅱ段0.3 s跳開線路開關，然后設定主變延時0.6 s返回，以用來解決110 kV線路接地故障。

4 結 語

接地故障是整個電網(wǎng)故障的重要組成，因此接地保護也是電網(wǎng)保護中的必要環(huán)節(jié)。上文中針對此現(xiàn)象對變壓器中性點間隙保護進行客觀分析，還對110 kV線路在接地時的主變保護與線路的關系開展研究，并且提出了改善的措施，并且經過一系列的試驗證明，以上改善措施可以最大程度保證電網(wǎng)的良好運作。

參考文獻：

[1] 成鋼.110 kV線路單相接地故障保護整定配合[J].價值工程，2012，（4）.

[2] 趙建保，許沛豐，陳延昌，等.110 kV線路單相接地故障實例及改進措施的分析[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2009，（22）.

[3] 張廣梅.110 kV單相接地短路對220 kV聯(lián)絡變中后備保護的影響[J].貴州電力技術，2006，（9）.

[4] 張占彪，郭潤生.110 kV線路單相接地故障時ZJL—31 X距離保護的動作分析[J].繼電器，2003，（1）.

[5] 袁正香.南山電網(wǎng)6 kV單相接地故障原因分析及處理[J].礦山機械，2009，（4）.