電網(wǎng)故障引起220kv線路縱聯(lián)保護誤動的原因分析及處理

劉 莉

（四川明珠集團有限責任公司，四川 遂寧 629200）

電網(wǎng)故障引起220kv線路縱聯(lián)保護誤動的原因分析及處理

劉 莉

（四川明珠集團有限責任公司，四川 遂寧 629200）

目前，我國的電力構(gòu)成系統(tǒng)中主要采用220KV站，而且使用時間大多達到10年的時間，由于使用時間較長，這些保護裝置中的易損元器件的性能不是很穩(wěn)定，會對繼電保護裝置動作的可靠性產(chǎn)生影響。本文主要分析了電網(wǎng)故障引起220KV線路縱聯(lián)保護誤動的原因，以及預(yù)防處理方法。

電網(wǎng)故障；線路保護；縱聯(lián)誤動

0 引言

近幾年內(nèi)，國內(nèi)各地區(qū)不斷擴大220KV電網(wǎng)的架設(shè)范圍，推動了縱聯(lián)保護技術(shù)的發(fā)展。然而，在電網(wǎng)設(shè)備的日常運行中，電網(wǎng)故障容易引起220kv線路縱聯(lián)保護誤動，而高頻保護亦因此暴露出諸多不足之處，其中以閉鎖式保護和光纖差動保護為主的線路保護裝置，在出現(xiàn)錯誤保護動作時，就會引起線路聯(lián)動保護誤動。文章在該背景下，以遂寧市電網(wǎng)故障事故為切入口，深入剖析電網(wǎng)故障引起220kv線路聯(lián)動保護誤動原因和研討電網(wǎng)故障引起220kv線路聯(lián)動保護誤動處理措施。

1 電網(wǎng)故障引起220kv線路聯(lián)動保護誤動案例概述

2013年遂寧市電網(wǎng)220kv雙萬東線發(fā)生了B相接地故障，作出正確保護動作的線路僅為兩側(cè)，其中發(fā)生于重合閘的動作，縱聯(lián)后加速保護動作，造成二線斷路器三相跳閘，從而影響了電網(wǎng)的安全運行。二線按雙重化的原則有配置了2套的線路保護裝置，分別是閉鎖式保護和光纖差動保護，這次事故產(chǎn)生的主要原因是光纖差動保護動作正確，但是在重合閘過程中未能起到后加速保護用。其中左側(cè)線路在28ms、48ms、683ms、707ms、742ms、752ms、760ms、790ms時，會分別出現(xiàn)縱聯(lián)保護B相跳出口、縱聯(lián)保護B相斷開斷路器、重合閘動作出口、B相TWJ變位、形成對側(cè)B相短路器合閘電壓、斷路器合閘、三相斷路器斷開；而右側(cè)線路在28ms、47ms、671ms、730ms、742ms時，會分別出現(xiàn)縱聯(lián)保護B相跳出口、斷路器斷開、TWJ變位，以及重合閘動作出口等情況。

2 電網(wǎng)故障引起220kv線路聯(lián)動保護誤動原因分析

從分析該故障的錄波圖上來分析，這左右兩側(cè)線路所發(fā)生的故障主要是B相瞬時接地故障，在左右兩線路發(fā)生重合閘動作后線路沒有發(fā)生故障，正常情況下縱聯(lián)后加速保護部應(yīng)該有動作，但事實上卻發(fā)生了誤動，主要邏輯分析如下：

（1）從分析結(jié)果來看，當線路發(fā)生保護處于開放狀態(tài)，其加速保護的前提，是TWJ返回，同時經(jīng)20ms延時，或者斷開相有電流，加速保護的條件是TWJ接點返回并經(jīng)20ms延時或斷開相有電流，在TWJ接點返回，同時保持阻抗元件在定值范圍內(nèi)，縱聯(lián)就會產(chǎn)生加速保護的動作。根據(jù)線路發(fā)生故障的事實來看左側(cè)保護在故障發(fā)生后的707ms有出現(xiàn)接點返回的情況，而到了53ms之后才發(fā)生B相短路的合閘。當保護檢測到TWJ接點返回并經(jīng)20ms后確認線路恢復(fù)全相運行，B相斷路器并未真正合上，線路仍然處于非全相運行狀態(tài)。

（2）在重合閘動作過程中，由于保護電壓取自線路電壓互感器，當線路處于非全相運行時斷開相B相電壓很小，幅值大約為14V，B相電流為0。判斷斷路器是否發(fā)生重合最主要的是要提取斷路器合閘位置繼電器的TWJ信號，從故障的情況來看，TWJ線圈被短接，接點被返回，從而發(fā)生了誤動保護。因此此時的斷路器還沒有實現(xiàn)真正意義上的合閉，造成線路保護發(fā)生提前的加速功能，事實上是該接線中的TWJ接點變位的是重合閘而不是斷路器合閘。斷路器合閘所需時間一般是在60ms到80ms之間，少數(shù)的斷路器合閘所需的時間會超過120ms，該接線會對線路保護的邏輯產(chǎn)生主要的影響作用，造成后加速的誤判。其中接線的TWJ接點變位和斷路器主觸頭存在差異性，因此無法將斷路器合閘狀態(tài)全面體現(xiàn)出來。

（3）通過對右側(cè)線路操作回路的TWJ接線的進一步檢查發(fā)生接在斷路器輔助接點的，當發(fā)生重合閘動作之后，TWJ接點不會出現(xiàn)立即返回現(xiàn)象，當斷路器真正合閘且斷路器輔助接點動作后才返回。因此，TWJ變位對斷路器是否真正合閘具有比較有參考意義。

3 電網(wǎng)故障引起220kv線路聯(lián)動保護誤動處理措施

高壓輸電線路發(fā)生故障大多是由于單相瞬時接地短路造成的，為對縱聯(lián)距離的線路起到保護作用，防止合閘環(huán)流引起誤動，一般我們采用以下的措施來進行處理。

3.1 接點位置添加TWJ

TWJ回路是屬于一種開入回路，在對線路的保護中起著關(guān)鍵的作用，目前市場使用的國產(chǎn)微機保護就是通過TWJ回路來實現(xiàn)全相及非全相運行、手合及重合后加速、電壓互感器斷線及跳閘位置停信等邏輯功能，這些跟它所發(fā)揮的保護動作性能有著密切的聯(lián)系，所以需要重視斷路器輔助開關(guān)轉(zhuǎn)換的時間和主觸頭動作時間的配合。因此，要求TWJ回路要具備準確、真實反映斷路器的實際狀態(tài)。

3.2 增添閉鎖處理

單相合閘過程中，線路的運行情況是非全相的，比如像一些阻抗元件在非全相運行時很容易產(chǎn)生誤動，因此可以采用增加必要的閉鎖措施來解決這個問題。比如，當某相阻抗元件達到定值，同時該相的電流比某一門檻值還要大時才可以發(fā)揮作用，避免出現(xiàn)由于斷開相電壓較低且存在零序電流時阻抗加速元件誤動。在選取電流門檻值時應(yīng)避開電容電流，這樣，一方面才能對斷開相是否處于合閘狀態(tài)進行識別，另一方面也可以避免電容電流影響到后加速保護。由于220V高壓發(fā)生故障時的電流都比較大，一旦遇到金屬性故障，電流更大，所以門檻值不會對阻抗元件產(chǎn)生誤閉鎖動作。

3.3 線路運行狀態(tài)的判斷

由于受到的影響因素復(fù)雜多變，TWJ接點出現(xiàn)返回現(xiàn)象那不代表斷路器合閘，換個說法就是TWJ返回與斷路器合閘并不具有同步性。為增加后速保護動作的可靠性，有效、徹底的解決方法就是根據(jù)線路的電壓和電流量的運行狀態(tài)來判斷線路運行的狀態(tài)，而不是僅僅通過判斷TWJ的開入方式來判斷。以目前市場上使用最多的電壓取自線路電壓互感器為例，在非全相運行時，斷開相的電壓為殘壓，數(shù)值比較小，電流的數(shù)值幾乎為零；在全相運行時，三相電壓額定值比較大，三相電流為負荷電流，在全相運行出現(xiàn)線路故障時，電壓比較小，而電流則比較大。換句話說，線路處于不同運行狀態(tài)時電氣量所呈現(xiàn)出來的特征是不一樣的，可以根據(jù)這些特征來判斷線路運行狀態(tài)。

4 結(jié)束語

綜上所述，220KV的輸電線路大多采用的是單相自動重合閘，準確判斷斷路器是否處于合閘狀態(tài)是避免保護不正確動作的前提，對采用線路電壓互感器的，應(yīng)對加速距離廉采取閉鎖措施，TWJ接點要能準確反映斷路器的合閘狀態(tài)，根據(jù)線路電壓、電流量判斷運行狀態(tài)并加以處理解決。

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