220kV羅臨II回線路故障跳閘繼電保護動作分析

劉永強

(國網呂梁供電公司,山西呂梁 033000)

220kV羅臨II回線路故障跳閘繼電保護動作分析

劉永強

(國網呂梁供電公司,山西呂梁 033000)

繼電保護是指在電力系統(tǒng)正常運行時發(fā)生故障或異常情況,在可能實現最短時間和最小區(qū)域內,自動將故障設備從系統(tǒng)中切除或發(fā)出信號由值班人員消除的一種電網安全保護衛(wèi)士。但經常因一些人為因素或是別的原因導致繼電保護誤動,從而影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行的事時有發(fā)生,值得我們警惕。

羅臨II回 保護動作 自環(huán)

220kV羅臨II回是地區(qū)供電重要線路，承擔兩個縣區(qū)的供電負荷。此次動作屬于區(qū)外保護動作后因人為因素發(fā)生的區(qū)內誤動。通過對此次事件的分析，找出暴露的問題、提出防范措施，避免此類事故再次發(fā)生。

1　故障前運行方式

金羅站(如圖1):

220KV系統(tǒng):

220KV東、西母并列運行、200開關在合位;

201、261、263、265、、269開關在東母運行;其中267在東母，處于熱備狀態(tài);

202、262、266、268、271開關在西母。

中性點系統(tǒng):201-0、101-0合位。

故障前負荷情況(如表1):

臨縣站:

220KV系統(tǒng):

220KV東、西母并列運行、200開關在合位;

201、241開關在東母運行;其中243在東母，處于熱備狀態(tài);

202、242開關在西母。

中性點系統(tǒng):201-0、101-0合位。

故障前負荷情況(如表2):

興縣站:

220KV系統(tǒng):220KV東、西母并列運行，200開關在合位，

東母:臨興線273、2#主變202，

西母:1#主變201。

中性點系統(tǒng):202-0、102-0合位，201-0、101-0分位。

故障前負荷情況(如表3):

圖1　

表1　

表2　

2　故障簡述

2013年8月6日22時07分，臨興線路區(qū)域雷雨天氣，220kV臨興線發(fā)生C相接地故障，臨縣站與興縣站兩側縱聯差動PSL-603光纖差動、CSC-101B縱聯距離保護均快速動作，C相跳閘后重合出口，雙側均重合成功。

同時，220KV羅臨II回金羅側268開關縱聯距離保護動作跳C相斷路器，重合成功。羅臨II回線金羅側268重合成功，轉入正常運行40ms后，臨縣側242在線路無故障的情況下縱聯距離誤跳C相斷路器。導致羅臨II回線非全相運行，產生零序電流，致使金羅側268縱聯距離與縱聯差動保護零序后加速動作，永跳268開關，并向臨縣側發(fā)遠跳命令，臨縣側242收遠跳令后，跳開其它兩相開關(A、B相)，最終造成羅臨II回停運。

22時28分，羅臨II回268送電成功;22時31分，臨興線241送電成功。22時58分，臨縣站恢復正常運行方式。23時10分，興縣站恢復正常運行方式。

3　造成此次事故的原因分析

表3　

附圖1 羅臨II回線路兩側動作時序圖

羅臨II回線路兩側動作時序圖見附圖1:

(1)臨興線雷擊97#號塔造成C相接地短路是造成此次事故的直接起因;(2)羅臨Ⅱ回臨縣側CSC-101D保護在故障發(fā)生后670ms縱聯距離使C相誤跳閘，是造成此次停電事故的主要原因;(3)268縱聯距離光通道自環(huán)是造成金羅側268開關C相在區(qū)外故障時誤跳閘的主要原因，但因重合閘正確重合未造成不良后果;(4)兩側縱聯距離保護CSC-101D在通道自環(huán)時未發(fā)告警信號是造成此次事故的間接原因。

4　保護不正確動作原因分析

通過錄波分析，220kV羅臨II回縱聯距離保護兩側收發(fā)信時間不一致。金羅側發(fā)信時間為啟動后27.8ms，收信時間為28.8ms;臨縣側發(fā)信時間為啟動后124.6ms，收信為126ms。初步判斷收發(fā)信存在問題，檢查后發(fā)現通道在金羅側通訊機房光配架處自環(huán)。由于通道自環(huán)，臨興線故障，羅臨II回268開關保護功率方向為正方向，27ms后縱聯零序發(fā)信，自發(fā)自收，36ms縱聯保護動作出口跳開C相。羅臨II回非全相運行，臨縣側縱聯距離保護未動作，縱聯零序判為正方向，124.6ms發(fā)信，126.5ms收信。

羅臨II回金羅側CSC-101D保護594ms重合閘出口，660ms重合閘成功，羅臨II回線C相流過負荷電流，臨縣側縱聯保護673ms后縱聯零序保護CSC-101D出口，C相跳閘。羅臨II回線臨縣側零序電流由有---無---有，金羅側雙套保護達到零序加速定值(2.5A)，縱聯距離及縱聯差動保護后加速保護相繼動作出口，跳268三相開關，縱聯差動保護永跳后發(fā)遠跳令，臨縣側縱聯差動保護收到遠跳令后出口跳242三相開關。至此羅臨II回線兩側開關均掉閘。

羅臨II回臨縣側CSC-101D保護700ms左右發(fā)C相跳閘原因:羅臨II回線區(qū)外故障，CSC-101D保護首先判為反方向故障，不發(fā)信，126ms后，縱聯零序判為正方向，因C相無流(線路對側單跳)，選故障相為C相。660ms后，對側C相單重成功，故障相有流，零序電流雖變小，但保護采用全周波傅式算法，有流5ms后，計算零序電流為2.7A (實際零序電流為不到0.5A)，大于定值2.5A，因此有流5ms后縱聯零序動作出口，單跳C相，造成誤動。誤動原因為保護裝置在通信回路異常情況下，在非全相期間，保護的閉鎖邏輯存在缺陷，導致線路無故障重合成功時，保護裝置誤動。

羅臨II回金羅側PSL603保護零序III段加速原因:PSL603保護區(qū)外故障，差流為0，保護不動作，但開關C相單跳，單重成功后，40ms對側跳開C相，達到零序III段加速定值(2.5A)，永跳開出，并發(fā)遠跳令，對側收到遠跳令后跳開其他兩相開關(C相已跳開)。

5　暴露的問題

(1)北京四方CSC-101D舊版本的縱聯距離保護在通道自環(huán)時不發(fā)任何信號，是運維通信人員將通道誤自環(huán)后不能及時發(fā)現的主要原因;(2)暴露出通信維護人員標準化工作落實不到位，把關不嚴，工作不夠認真;(3)運維人員對裝置熟悉不夠，培訓不深入。

6　采取的對策措施

(1)聯系北京四方廠家對裝置升級，盡快解決自環(huán)時不發(fā)任何告警信號的設計缺陷;(2)建議廠家完善非全相狀態(tài)下保護的閉鎖功能。(3)加強運維人員培訓，組織全體人員討論學習，系統(tǒng)學習繼電保護裝置的原理及工作特點。(4)加強運維人員工作現場標準化作業(yè)，重點針對繼電保護通訊回路加強巡視。嚴格執(zhí)行檢修、巡視規(guī)章制度，堅決杜絕類似問題發(fā)生。

7　結語

在本次臨興線線路發(fā)生瞬時C相接地故障，故障在羅臨II回區(qū)外，羅臨II回兩側縱聯距離保護動作屬于誤動。