孫翔宇
摘 要:一般情況下消弧選線成套裝置能夠 實時跟蹤電網(wǎng)電容電流的變化,并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的脫諧度,計算調(diào)容式消弧線圈補(bǔ)償位置,以保證電網(wǎng)發(fā)生接地故障時快速補(bǔ)償。系統(tǒng)發(fā)生單相接地后,裝置能自動查出故障線路,并注入可靠的特殊信號觸發(fā)線路上的故障指示器實現(xiàn)故障定位。本文結(jié)合我單位一起10kV消弧選線裝置誤動作的事件案例,通過對事件過程、設(shè)備控制解析、接地信息分析,分析本次事件發(fā)生的原因并根據(jù)現(xiàn)場情況提出處置建議。
關(guān)鍵詞:消弧選線裝置;接地補(bǔ)償;故障分析
1 引言
2014年11月6日18時前后,我單位管轄的35kV程村站10kV消弧選線成套裝置誤動作,相繼將站內(nèi)10kVⅠ段上的4條10kV饋線開關(guān)全部切除,造成程村站供電范圍內(nèi)的4千多名供電用戶被迫停電近2個小時。本文以本次事件為背景,對站內(nèi)設(shè)備及故障過程進(jìn)行分析,提出整改意見。
2 故障分析
消弧選線裝置型號:XHK-II型,生產(chǎn)商:上海思源電氣,投運時間:2010年。該裝置接入程村站10KV7路饋線、4路電容,消弧選線裝置接入的交流量包括接地變中性點電壓、接地變中性點電流以及接入饋線的零序電流。消弧選線裝置采用基波、諧波選線法進(jìn)行接地線路的判別,中性點電壓過高則判別為有接地故障發(fā)生,然后通過判別各路接入饋線的零序電流進(jìn)行選線,接地故障判別與選線判別同時進(jìn)行。
2.1 選線裝置動作情況分析
(1)消弧選線裝置出現(xiàn)選擇開關(guān)在分位的線路作為接地線路的異常情況。
以10kVF07蓮花線為例:該開關(guān)共有8次變位,報文如下:
2014-11-06 16:58:45 093ms SOE 狀態(tài) 分 10kV蓮花線F07 F07合位
2014-11-06 17:05:30 024ms SOE 狀態(tài) 合 10kV蓮花線F07 F07合位
2014-11-06 17:23:28 976ms SOE 狀態(tài) 分 10kV蓮花線F07 F07合位
2014-11-06 17:28:53 951ms SOE 狀態(tài) 合 10kV蓮花線F07 F07合位
2014-11-06 17:29:55 967ms SOE 狀態(tài) 分 10kV蓮花線F07 F07合位
2014-11-06 18:30:22 280ms SOE 狀態(tài) 合 10kV蓮花線F07 F07合位
2014-11-06 18:35:17 711ms SOE 狀態(tài) 分 10kV蓮花線F07 F07合位
2014-11-06 19:16:03 353ms SOE 狀態(tài) 合 10kV蓮花線F07 F07合位
消弧選線裝置上的報文顯示消弧選線裝置當(dāng)天一共12次選出F07蓮花線為接地線路,選線時刻按先后順序如下:
2014-11-06 16:56:09
2014-11-06 16:57:01
2014-11-06 16:58:59
2014-11-06 17:05:34
2014-11-06 17:42:04
2014-11-06 17:45:23
2014-11-06 17:49:03
2014-11-06 17:54:37
2014-11-06 18:02:40
2014-11-06 18:04:30
2014-11-06 18:08:35
2014-11-06 18:34:15
在2014-11-06 17:29:55 974ms時10kVF07蓮花線開關(guān)已跳閘,直到2014-11-06 18:30:22 280ms時10kVF07蓮花線才被遙控合閘,在此期間,10kVF07蓮花線不應(yīng)再次被選中,但消弧選線裝置依然在2014-11-06 17:42:047時刻與2014-11-06 18:08:35時刻之間7次選中10kVF07蓮花線。
其他線路的選線情況與F07類似,在此不再贅述。
(2)10kV接地變5D2開關(guān)熱備用后,消弧選線裝置出現(xiàn)依然選線的情況。
在2014-11-06 18:06:20 928ms時調(diào)度人員遙控分閘接地變開關(guān)后依次遙合10kV 程村線F01、10kV蠔場線 F02、10kV 坡尾線F03、10kV蓮花線 F07 四條饋線,5分鐘后消弧選線裝置再次在4分鐘內(nèi)跳開10kV 程村線F01、10kV蠔場線 F02、10kV蓮花線 F07 三條饋線。報文如下:
18:38:04 012ms SOE 狀態(tài) 分位 10kV程村F01線路保護(hù) F01斷路器合位
18:37:51 797ms SOE 狀態(tài) 分位 10kV蠔場F02線路保護(hù) F02斷路器合位
18:35:17 711ms SOE 狀態(tài) 分位 10kV蓮花線F07 F07合位
18:30:22 280ms SOE 狀態(tài) 合位 10kV蓮花線F07 F07合位
18:29:20 040ms SOE 狀態(tài) 合位 10kV坡尾F03線路保護(hù) F03斷路器合位
18:27:53 461ms SOE 狀態(tài) 合位 10kV蠔場F02線路保護(hù) F02斷路器合位
18:27:00 223ms SOE 狀態(tài) 合位 10kV程村F01線路保護(hù) F01斷路器合位
18:06:20 922ms SOE 狀態(tài) 分位 10kV接地變5D2 5D2合位
在接地變開關(guān)分開后,接地變中性點電壓互感器將采集不到電壓,消弧選線裝置的中性點電壓輸入為零,消弧選線裝置不應(yīng)判別接地故障以及選線跳閘,但當(dāng)日報文顯示,在10kV接地變5D2開關(guān)斷開之后,公用測控反復(fù)有10kVII段母線接地告警動與復(fù)歸的信號開入(該信號由消弧選線裝置硬節(jié)點提供),另外,從以上報文可以看出,在接地變5D2開關(guān)分閘之后,消弧選線裝置依然選跳了三條饋線,這種現(xiàn)象違背了裝置本身接地故障判別與選線原理。
(3)11月6日當(dāng)天,10kVI母、II母上的所有饋線與電容器在消弧選線裝置上都有選線記錄。
鑒于當(dāng)天不屬于大風(fēng)和下雨天氣,10kVI母、II母上的所有饋線均接地的可能性不大;10kV母線如果出現(xiàn)接地,主變低后備保護(hù)應(yīng)有相關(guān)記錄,但經(jīng)檢查主變低后備保護(hù)無相應(yīng)記錄。該情況出現(xiàn)的最大可能是消弧選線裝置出現(xiàn)了誤選線。
2.2 裝置控制器分析
本套裝置的中性點電壓、中性點電流為實時狀態(tài)數(shù)據(jù),且為重要運行數(shù)據(jù),電路板內(nèi)部為直接引入到控制器的AD芯片進(jìn)行采集處理。線路的零序信號,只有在接地時用到,且由于通道較多,AD負(fù)荷較重,平時不進(jìn)行采集,只有在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,裝置通過數(shù)字通道切換選擇開關(guān)的方式,依次選擇進(jìn)入AD芯片進(jìn)行采集處理。
檢查程村變消弧線圈控制裝置,發(fā)現(xiàn)控制器的數(shù)字通道切換開關(guān)信號穩(wěn)定性存在異常,信號加入到對應(yīng)通道后,顯示數(shù)據(jù)無法穩(wěn)定,說明數(shù)字通道切換開關(guān)可能存在異常,導(dǎo)致采樣通道不能穩(wěn)定的切換成功,引起線路信號雖然接入到裝置,但并沒有進(jìn)入AD采樣芯片,從而引起線路電流采樣異常,造成選線不準(zhǔn);進(jìn)而造成跳閘異常。
2.3 接地信息分析
程村變消弧線圈的運行方式為手動固定16檔運行,因為運行時不允許調(diào)檔,因此裝置顯示的電容電流、殘流數(shù)據(jù)不能確認(rèn)是否為系統(tǒng)的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)控制器的記錄信息,11.12日,發(fā)生了多次瞬時性接地故障,其中,接地持續(xù)時間超過跳閘延時(整定值為10秒鐘)的接地有4次,并觸發(fā)故障跳閘。其中,因電壓波動被判斷為多次瞬時接地故障的接地,也可能是同一次接地,并未統(tǒng)計在內(nèi)。
根據(jù)裝置記錄的中點電壓、中點電流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,單相故障時,消弧線圈設(shè)備確實流過較大的補(bǔ)償電流,且電壓電流呈線性關(guān)系,故可以確認(rèn)本套選線裝置記錄的數(shù)據(jù)是可信的,系統(tǒng)當(dāng)時確實發(fā)生多次瞬時性單相接地故障,需要用戶檢查多次瞬時接地故障的原因,并排除可能存在的系統(tǒng)故障。
3 整改措施與建議
3.1 更換控制器
更換現(xiàn)場控制裝置;同時優(yōu)化控制邏輯,避免多次瞬時性單相接地故障下頻繁跳閘的發(fā)生。
3.2 檢查零序電流互感器
業(yè)主需保障線路的零序電流互感器接線準(zhǔn)確,互感器變比一致;對于變比不一致的出線,本套裝置需調(diào)整選線板的匹配電阻,以確保選線準(zhǔn)確。
3.3 檢查線路
系統(tǒng)連續(xù)發(fā)生多次瞬時性接地故障,建議業(yè)主檢查系統(tǒng)接線運行情況,查明頻繁單相接地故障原因并排除故障。
3.4 跳閘的應(yīng)用
根據(jù)故障信息記錄,系統(tǒng)發(fā)生多次瞬時性接地故障并觸發(fā)線路跳閘,目前整定的跳閘延時時間為10秒鐘,而消弧線圈的帶故障運行時間為2小時;故建議將跳閘時間延長,或故障跳閘壓板不投入,可大大提高供電可靠性。
4 結(jié)語
本文通過以上述一起10kV消弧選線裝置誤動作的事件案例為背景,對現(xiàn)有的10kV消弧選線裝置的動作情況、控制分析與接地信息分析,提出了整改措施和建議。但是由于傳統(tǒng)消弧選線裝置的固有不足,造成了我們在實際生產(chǎn)過程中無法達(dá)到設(shè)想的100%正確性,因此需要我們以后從消弧選線裝置的測量方式、控制邏輯與接地信息分析等方面進(jìn)行更深層次的研究,以提高實際運行過程中選線選切的正確性。