零序解列裝置拒動的原因分析與防范

馬永才，盧麗珍，俞華慧

（國網(wǎng)浙江省電力公司衢州供電公司，浙江 衢州 324002)

零序解列裝置拒動的原因分析與防范

馬永才，盧麗珍，俞華慧

（國網(wǎng)浙江省電力公司衢州供電公司，浙江 衢州 324002)

闡述了零序解列裝置的功能和原理，介紹了某公司零序解列裝置拒動事件，通過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)引起零序解列裝置拒動的原因為外接3U0的極性設(shè)置不當(dāng)或大、小電流接地系統(tǒng)程序版本選擇不當(dāng)，最后提出了針對性的防范措施。

零序解列裝置；拒動；系統(tǒng)接地

1 零序解列裝置的功能和原理

目前，微機型故障解列裝置被廣泛地應(yīng)用于帶小電源的110 kV終端變電站中。它具有相間解列和零序解列2大功能，其作用是：當(dāng)高壓電源進線發(fā)生相間或接地故障時解列小電源，讓對側(cè)線路保護檢無壓重合或本側(cè)備用電源自投裝置動作合上備用電源線路，以保證變電站正常供電。由于線路故障往往以單相接地為主，因而零序解列的動作正確與否，直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

零序解列原理簡單，它主要反映系統(tǒng)的零序電壓。為了避免解列裝置在電壓互感器二次回路斷線時因自產(chǎn)3U0回路出現(xiàn)零序電壓而被誤判為線路接地故障，導(dǎo)致不正確動作的情況，專門設(shè)置了一個電壓二次回路斷線閉鎖邏輯，即接地反閉鎖。它的判據(jù)是：|K(UA+UB+UC)-3U0|≥8 V(K為折算系數(shù))，即利用自產(chǎn)3U0與外接3U0的差值大小來判別是電壓互感器二次回路斷線還是系統(tǒng)接地。當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時，兩者之差大于設(shè)定值，裝置被閉鎖；當(dāng)系統(tǒng)接地時，兩者之差接近于0，開放零序解列出口。

2 零序解列裝置拒動事件

2011年，某公司先后發(fā)生了2起故障解列裝置拒動事故。事故起因為110 kV電源進線接地故障，對側(cè)保護零序I段和接地距離I段動作，開關(guān)跳閘，但本側(cè)110 kV故障解列裝置拒動。

事故發(fā)生后，調(diào)查人員復(fù)核裝置的電壓、時間、

控制字等定值無異常，排除了定值失配和裝置整定錯誤的可能。但在對斷線閉鎖邏輯的功能檢查中，發(fā)現(xiàn)2起事故的原因均出在該回路中：一起為外接3U0極性接反；另一起為判據(jù)中的K值設(shè)置不當(dāng)，即該裝置將用在小電流接地系統(tǒng)中的程序版本誤用在了大電流接地系統(tǒng)中。

3 零序解列裝置拒動原因分析

3.1 外接3U0的極性設(shè)置不當(dāng)引起的拒動

試驗發(fā)現(xiàn)，該裝置的斷線閉鎖判據(jù)不是自產(chǎn)3U0與外接3U0的幅值差(|K(UA+UB+UC)-3U0|≥8 V)，而是自產(chǎn)3U·0與外接3U·0的矢量和（|K(U·A+U·B+U·C)-3U·0|≥8 V）。從該判據(jù)中可以看出，當(dāng)外接3U·0按規(guī)定的極性要求接入裝置時，系統(tǒng)接地所產(chǎn)生的自產(chǎn)3U·0與外接3U·0的矢量和接近于0，則可以正確地判為系統(tǒng)接地，開放零序解列出口；但是，當(dāng)外接3U·0的極性反接時，則兩者的矢量和為實際值的2倍，將被誤判為壓變二次回路斷線，零序解列被閉鎖，引起裝置拒動。

由于零序解列反映的僅僅是零序電壓，并無零序功率方向判別的要求，所以無需在斷線閉鎖邏輯中對外接3U0進行極性設(shè)置。因此，斷線閉鎖邏輯的正確判據(jù)應(yīng)該是自產(chǎn)3U·0與外接3U·0的絕對值之差大于等于8 V，即|K(U·A+U·B+U·C)|-|3U·0|≥8 V。

3.2 程序版本選擇不當(dāng)引起的拒動

一般而言，相同型號的故障解列裝置分別用于不同接地方式的系統(tǒng)中時，由于接地反閉鎖邏輯判據(jù)中的自產(chǎn)3U0折算系數(shù)K值不同，導(dǎo)致其程序編制也有所區(qū)別。如果沒有按照系統(tǒng)的實際要求來合理選配程序版本，則會引起零序解列裝置拒動。

在小電流接地系統(tǒng)單相接地時，故障相電壓為0，非故障相電壓抬高了3倍，解列裝置自產(chǎn)3U0為173 V，外接3U0輸入為100 V(電壓互感器二次開口三角繞組每相額定電壓為33V)；而大電流接地系統(tǒng)單相接地時，故障相電壓為0，非故障相電壓基本不變，解列裝置自產(chǎn)3U0為57.7 V，外接3U0輸入仍為100 V(電壓互感器二次開口三角繞組每相額定電壓100 V)。

圖1和圖2分別是2種不同接地系統(tǒng)A相接地時的向量分析。

圖1 小電流接地系統(tǒng)A相接地時的電壓向量

圖2 大電流接地系統(tǒng)A相接地時的電壓向量

由圖1和圖2可知，在不同的接地系統(tǒng)接地時，解列裝置輸入的外接3U0數(shù)值相同，而自產(chǎn)3U0的數(shù)值卻不相等，兩者之比為3。因此，接地反閉鎖判據(jù)中自產(chǎn)3U0的折算系數(shù)K值應(yīng)當(dāng)有嚴格的區(qū)分。裝置用于小電流接地系統(tǒng)中，該系數(shù)應(yīng)為1/3；而用于大電流接地系統(tǒng)中，該系數(shù)則應(yīng)為3。這樣才能保證在各種系統(tǒng)接地時自產(chǎn)3U0與外接3U0的差值均為0。即：

小電流接地系統(tǒng)：|K(U·A+U·B+U·C)|-|3U·0|= (1/3)×173-100=0；

大電流接地系統(tǒng)：|K(U·A+U·B+U·C)|-|3U·0|=3×57.7-100=0。

只有這樣，才能使零序解列裝置正確動作。否則，將被誤判為電壓互感器二次回路斷線，閉鎖解列裝置，造成零序解列裝置拒動。

因此，造成事故的原因為：將用于小電流接地系統(tǒng)中的程序版本誤用在了大電流接地系統(tǒng)中，即錯把應(yīng)該取為3的K值設(shè)置成了1/3。因此，當(dāng)系統(tǒng)接地時，自產(chǎn)3U0與外接3U0的差值沒有接近于0，而是約為67 V，大于壓變二次回路斷線判據(jù)的設(shè)定值8 V，不能開放零序解列出口。

4 防范措施

以上2起事故都是因為在系統(tǒng)接地時被誤判為電壓二次回路斷線，從而閉鎖了零序解列裝置而引起的。為防止同類事故的發(fā)生，應(yīng)采取以下2方面防范措施。

(1) 在訂購設(shè)備時，應(yīng)在技術(shù)協(xié)議書中標(biāo)明電壓等級，即注明裝置是用在大電流接地系統(tǒng)還是小電流接地系統(tǒng)中，以保證設(shè)備生產(chǎn)廠家在供貨時提供符合現(xiàn)場實際運行所需要的軟件版本。因為設(shè)備生產(chǎn)廠家在裝置的使用說明書中也不一定會對此類特殊情況作出專門解釋，則有可能出現(xiàn)疏漏，所以在技術(shù)協(xié)議書中加以說明是非常必要的。

(2) 在投產(chǎn)前，應(yīng)通過對接地反閉鎖功能的試驗來進一步確定廠家所提供的軟件版本是否符合系統(tǒng)要求。試驗包括外接3U0是否有極性要求以及斷線閉鎖判據(jù)中的K值設(shè)置是否正確等幾方面。

2014-12-07。

馬永才(1957-)，男，工程師，高級技師，主要從事變電站設(shè)計技術(shù)管理工作，email：llz0313@163.com。

盧麗珍(1973-)，女，高級工程師，主要從事繼電保護及二次回路的設(shè)計工作。

俞華慧(1980-)，女，助理工程師，主要從事繼電保護設(shè)備的安裝與調(diào)試工作。