淺談弱饋保護在電網中的應用及注意事項

鄭宗林

(深圳供電局有限公司,廣東深圳 518036)

淺談弱饋保護在電網中的應用及注意事項

鄭宗林

(深圳供電局有限公司,廣東深圳 518036)

在去年的調度員正副值考試時,中調提了一個問題“什么是弱饋,弱饋的作用是什么”。確實,中調的日常工作中涉及修改弱饋保護的情況不少,從日志統(tǒng)計的結果看,去年全年有記錄修改的情況至少27次。那產生一個新的問題“中調在什么情況下考慮修改,為何不一直投入弱饋保護”,是運行方式的影響,還是與保護類型有關,抑或是僅對于單供線路才有要求？

弱饋保護 電網

對于我們所管轄的110kV線路，在操作中基本沒有對弱饋保護的一個明顯要求，但弱饋的投退對事故的判斷造成影響。目前110kV線路部分弱饋一直在投入，部分卻一直未投，這又是基于什么考慮？

回顧2009年07月19日的110kV正坂線及鵬然線跳閘，兩條線路單側開關跳閘，在主保護投入的情況下，均為后備保護動作，經查對側均未投入弱饋保護。

1 事件回顧

1.1 弱饋未投情況

110kV鵬然線大鵬站側開關跳閘。(天然氣站為終端站，主保護投入)

大鵬站保護動作情況：距離I段保護動作，重合閘動作失敗。故障相C相，測距3.6km。(線路全長6.141km)

注：線路為距離I段保護動作，則不難判斷故障點。如果故障點在線路的70%以外(現(xiàn)在距離I段保護范圍變?yōu)?0%)，就II段動作，則不利于調度判斷故障點。

1.2 弱饋投入的情況

110kV駿鵬I線兩側開關跳閘。(駿鵬II線已跳閘，駿鵬I線單回供電，大鵬站為負荷端，主保護投入)

駿康站側保護情況：縱聯(lián)距離、縱聯(lián)零序方向、距離I段、零序過流I段保護動作，C相故障，測距2.4kM，重合成功。

注：大鵬站為負荷端，有可能保護未能啟動，但由于其投入“弱電源側”控制字，通過弱饋邏輯向駿康側發(fā)出了允許信號，因此駿康側縱聯(lián)保護動作，大鵬側保護不動作。

2 保護原理

電力系統(tǒng)的輸電線路存在一側是弱電源，甚至是無電源的情況。在這些線路內部發(fā)生故障時，弱電源側的保護很可能不啟動。對于允許式保護，弱電源側不發(fā)出允許信號，強電源側也不能跳閘，導致兩側保護不能快速跳閘甚至拒動。為解決此問題而設的保護稱為弱饋保護。

如圖1所示，單端供電系統(tǒng)，站B為純負荷側，且主變中性點不接地，則在線路L發(fā)生故障時，B側保護2因無故障電流流過而無法判別是正方向故障。因此線路L兩側裝設的依靠判斷故障方向原理的縱聯(lián)距離、縱聯(lián)零序保護無法動作，需要靠電源側保護的距離保護和零序過流保護動作切除故障，對應的事故現(xiàn)象是開關1跳閘、開關2不跳閘，這給調度員判斷故障點帶來了困擾。

總的來說，弱饋的基本原理是當保護的正方故障判別元件和反方向判別元件均不動作，而低電壓又滿足條件時則給對側發(fā)信讓對側的主保護動作跳閘。

圖1

圖2

圖3

3 投入情況

目前深圳電網只有部分線路投入弱饋。

以110kV輸電線路為例，目前深圳電網采用的線路主保護裝置型號有三種：(1)RCS-941B縱聯(lián)保護;(2)RCS-943電流差動保護;(3)LFP-941B縱聯(lián)保護。

在有弱電源側的線路中：

(1)主保護裝置型號為RCS-941B縱聯(lián)保護的部分單回路線路投入弱饋，如：駿鵬I線。(對弱電源側均要求投入弱饋保護，但無法統(tǒng)計是否已經執(zhí)行，因此弱饋保護投入情況以現(xiàn)場為準)

(2)主保護裝置型號為RCS-943電流差動保護和LFP-941縱聯(lián)保護的線路沒有投入弱饋。(定值單無此項，無法進行投退)

4 投入風險及問題

(1)若兩側都投入了“弱電源側”，會產生什么風險？假如發(fā)生遠端區(qū)外故障時，兩側保護有可能正方向元件均不動作，而低電壓或電流條件滿足，可能會導致反方向側保護誤發(fā)信而導致保護誤動作。如圖2所示，若E、F同時投入“弱電源側”，當線AB故障時，可能導致線路EF誤動作。因此，不允許在線路兩側同時投入保護的“弱電源側”。

(2)若只是單側投入“弱電源側”，是否就沒有風險？例如投入“弱電源側”一側的反方向元件的靈敏度低于對側正方向元件，當出現(xiàn)反方向故障時，可能會出現(xiàn)“弱電源側”功能一側反方向元件不動作，而“弱電源側”功能滿足條件，誤發(fā)信造成保護誤動作的極端情況。如圖3所示，D側投“弱電源側”功能，當線路EF故障時將出現(xiàn)這種情況。因此，單側投“弱電源側”功能，也可能由于定值整定問題，導致兩側保護方向元件無法配合而出現(xiàn)誤動作。目前這段風險已通過規(guī)程進行管理：規(guī)程規(guī)定“反方向元件靈敏度必須大于正方向元件”。

5 調度處理此類事件注意事項

(1)光纖差動不判方向，不存在弱電源問題。

(2)中調修改弱饋保護的情況。220kV無旁路變電站直接配置兩套光纖差動保護，不存在弱饋問題;而對于220kV存在旁路的變電站，由于大部分光纖差動不能代路(注：并非所有光纖差動保護通道都不能切換，如：西鄉(xiāng)站配兩套光纖差動，有一套931的旁路保護，專供光差代路用)，此時會配置另一套主保護為高頻保護，即使是雙回供電的負荷側變電站，也存在一回跳閘后另一回單供而成為弱電源的情況?；诖丝紤]中調在改變運行方式時仍會頻繁改動高頻保護的弱電控制字。

(3)對于單供的終端站，出現(xiàn)事故跳閘時多一種判斷可能。若出線單側開關跳閘且為距離II段動作，也可能是區(qū)內故障。

(4)投弱饋不是要兩側開關同時跳，而是讓電源側主保護動作，因此投入弱饋保護線路單側開關跳閘也屬于正常現(xiàn)象。