一起22０kv線路保護(hù)在備自投試驗(yàn)過(guò)程動(dòng)作行為分析

張碧華

摘要：220kV變電站在進(jìn)行備自投試驗(yàn)過(guò)程中，線路對(duì)側(cè)線路保護(hù)裝置發(fā)生非計(jì)劃動(dòng)作，對(duì)側(cè)線路斷路器分閘，對(duì)該動(dòng)作行為分析，找到了動(dòng)作背后的根本原因，對(duì)實(shí)際電網(wǎng)開展備自投實(shí)驗(yàn)有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：備自投試驗(yàn);非計(jì)劃動(dòng)作

0 前言

為提高220kV變電站的供電可靠性，對(duì)處于220kV環(huán)網(wǎng)供電方式下且設(shè)有斷環(huán)點(diǎn)的220kV變電站增設(shè)備自投裝置，一定程度上可提高該變電站的供電可靠性，在主供線路發(fā)生故障后通過(guò)備自投裝置自動(dòng)將備供線路自動(dòng)投入運(yùn)行，可避免220kV變電站全站失壓，減少對(duì)下級(jí)電網(wǎng)供電影響。我局在220kV變電站備自裝置調(diào)試完畢，具備投運(yùn)條件后，于2014年12月進(jìn)行備自投帶負(fù)荷實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生對(duì)側(cè)線路220kV線路主二保護(hù)動(dòng)作，對(duì)側(cè)線路220kV斷路器分閘。

1 試驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)介

2014年12月9日，220kV變電站進(jìn)行備自投試驗(yàn)時(shí)，220kV秀紅I回備供、寶秀I回主供，220kV秀變母聯(lián)212斷路器處運(yùn)行，在進(jìn)行寶秀I回線失壓（采用斷開220kV秀變Ⅰ、Ⅱ母電壓空開模擬，非實(shí)際斷開寶秀I回252斷路器），220kV秀變?nèi)臼海?20kV秀變秀紅Ⅰ回244斷路器合閘，220kV秀變寶秀Ⅰ回242斷路器分閘，而同時(shí)220kV寶變寶秀Ⅰ回252由寶秀Ⅰ回線路保護(hù)裝置動(dòng)作分閘。

按220kV備自投動(dòng)作邏輯設(shè)計(jì)，220kV秀變?nèi)臼簳r(shí)，備自投自動(dòng)分閘220kV秀變寶秀Ⅰ回242斷路器，自動(dòng)合上備用線220kV秀紅Ⅰ回244斷路器，220kV秀變由備自投自動(dòng)轉(zhuǎn)由220kV紅秀Ⅰ回供電。但220kV寶變寶秀Ⅰ回252斷路器不應(yīng)動(dòng)作，懷疑備自投動(dòng)作瞬間，同時(shí)220kV寶變寶秀Ⅰ回線路上發(fā)生瞬時(shí)故障。

調(diào)看220kV寶變寶秀Ⅰ回線保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)文，寶秀Ⅰ回線主一保護(hù)裝置保護(hù)啟動(dòng)，并有遠(yuǎn)跳開入，保護(hù)裝置未出口跳閘，寶秀Ⅰ回線主二保護(hù)裝置保護(hù)啟動(dòng)，并有遠(yuǎn)跳開入，保護(hù)裝置出口跳閘寶秀Ⅰ回252斷路器。

2 保護(hù)裝置動(dòng)作分析

2.1 遠(yuǎn)跳開入分析

寶秀I回線保護(hù)裝置主一未動(dòng)作，主二動(dòng)作，說(shuō)明線路本身并無(wú)故障;同時(shí)主一、主二保護(hù)開入主要有遠(yuǎn)跳開入，而根據(jù)設(shè)計(jì)，220kV秀溪變220kV備自投裝置跳220kV寶秀Ⅰ回線242斷路器操作箱TJR跳閘繼電器，TJR繼電器具有啟動(dòng)保護(hù)裝置遠(yuǎn)跳功能，因此500kV寶變220kV寶秀Ⅰ回線保護(hù)裝置收到遠(yuǎn)跳開入，符合備自投裝置正常開入。

根據(jù)計(jì)算公式為相間電流當(dāng)前時(shí)刻值（瞬時(shí)值）與前一周波同角度瞬時(shí)值之差絕對(duì)值，再減前一周波同角度瞬時(shí)值與前兩周波同角度瞬時(shí)值之差絕對(duì)值，再取絕對(duì)值。在三相對(duì)稱情況下，兩相相間電流向量即第三相相電流向量的反向。

2.2 保護(hù)啟動(dòng)分析

主一保護(hù)為北京四方公司103D，主二保護(hù)為北京四方公司103BN，保護(hù)啟動(dòng)均可有電流突變量啟動(dòng)，且計(jì)算公式相同。

電流突變量啟動(dòng)公式：△I_φφ>I_QD式1

或△3I⁰>I_QD式2

其中ΔI_φφ=‖I_φφK-I_φφK-T|-|I_φφK-T-I_φφK-2T‖，φφ指AB、BC、CA三種相別，K指采樣的當(dāng)前時(shí)刻某一點(diǎn)，T=24為一周打樣點(diǎn)數(shù)，（K-T）即指K點(diǎn)在1周前的采樣值，（K-2T）即從K點(diǎn)數(shù)2周前采樣值，I3I⁰為零序電流突變量，I_QD為突變量起動(dòng)定值。

根據(jù)寶秀主一、主二保護(hù)定值單，CT變?yōu)?250/1，I_QD為0.1A，寶秀Ⅰ回線電容電流20A（一次值），寶秀Ⅰ回線跳閘前負(fù)荷電流86A（一次值）。

在秀變220kV備自投動(dòng)作跳開本側(cè)242斷路器后，220kV寶秀一回線252變斷路器帶空線運(yùn)行，電容電流約20A（一次值），折算到二次為20/1250=0.016A（有效值），寶秀Ⅰ回線242斷路器跳閘前負(fù)荷86A，折算到二次為20/1250=0.0688A（有效值），考慮到正常負(fù)荷呈感性，線路電容負(fù)荷呈容性，電流曲線發(fā)生翻轉(zhuǎn)，按計(jì)算公式1，可認(rèn)為242斷路器斷開前后220kV寶秀一回線玉溪變側(cè)最大可達(dá)（0.016+0.0688），=0.1199A（有效值折算到瞬時(shí)值乘），則達(dá)到保護(hù)啟動(dòng)定值0.1A，滿足電流突變量啟動(dòng)條件，主一保護(hù)啟動(dòng)，主二保護(hù)啟動(dòng)。

2.3 保護(hù)跳閘出口分析

根據(jù)寶秀主

一、主二保護(hù)定值單，主一保護(hù)遠(yuǎn)方跳閘受方向元件和啟動(dòng)元件同時(shí)控制，而主二保護(hù)遠(yuǎn)方跳閘僅受啟動(dòng)元件同時(shí)控制。

在備自投動(dòng)作瞬間，由于負(fù)荷電流突然消失并轉(zhuǎn)為線路電容電流，寶秀主

一、主二保護(hù)均啟動(dòng)，同時(shí)收到遠(yuǎn)跳開人，但主一保護(hù)收遠(yuǎn)跳命令后經(jīng)本側(cè)方向元件（距離Ⅱ段保護(hù)范圍）閉鎖，主一保護(hù)裝置不動(dòng)作;主二保護(hù)裝置保護(hù)啟動(dòng)，且有遠(yuǎn)跳開人，滿足保護(hù)裝置動(dòng)作條件，則保護(hù)裝置動(dòng)作跳開寶變側(cè)252斷路器。因此寶秀線主一、主二保護(hù)裝置動(dòng)作行為均符合保護(hù)邏輯條件，屬正確動(dòng)作。

3 改進(jìn)建議

經(jīng)過(guò)對(duì)上述保護(hù)裝置的動(dòng)作分析后，線路保護(hù)裝置動(dòng)作行為正確，屬備自投試驗(yàn)過(guò)程中的“小插曲”，為避免此類情況再次發(fā)生可采取對(duì)主二保護(hù)裝置升級(jí)，增加遠(yuǎn)跳經(jīng)方向元件閉鎖邏輯;或采取限制負(fù)荷電流，使負(fù)荷電流不能滿足保護(hù)啟動(dòng)條件;另外在進(jìn)行備自投帶負(fù)荷實(shí)驗(yàn)時(shí)可采用實(shí)際分電源側(cè)斷路器方式，也可避免本次斷路器非計(jì)劃動(dòng)作，同時(shí)也能更加接近實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行方式，來(lái)檢驗(yàn)備自投是否可靠動(dòng)作。