企業(yè)變電所保護(hù)誤動(dòng)作的原因分析及處理措施＊
——以某變電所工程為例

馮俊琨 ， 陳 榮 ， 劉 芹 ， 馬嘯宇 ， 王黎光

（四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 崇州 611231）

1 概述

近年來(lái)隨著電網(wǎng)的飛速發(fā)展，在“無(wú)人值班、少人值守”要求下微機(jī)保護(hù)得到廣泛應(yīng)用。孫淼洋[1]提出在35kV以下電網(wǎng)中因階段式電流保護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠被廣泛應(yīng)用，并且指出階段式電流保護(hù)應(yīng)設(shè)置瞬時(shí)電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)及定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。但是在某電所應(yīng)用中因受線路較短、上級(jí)變電站出線過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間短且保護(hù)范圍大等影響，每一級(jí)線路均設(shè)置三段式電流保護(hù)不能滿足保護(hù)的選擇性。

2 工程概況

本變電所上接110kV變電站，本變電站已建成多年其出線保護(hù)已配置且無(wú)法改變，本變電所通過(guò)三段10kV母線及13臺(tái)降壓變壓器向負(fù)荷供電。本變電所電氣系統(tǒng)簡(jiǎn)化電路圖如圖1所示，按《繼電保護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》計(jì)算出整定值如表1所示。將表1整定結(jié)果輸入保護(hù)裝置后，對(duì)951、952、961、962等回路進(jìn)行變壓器空載合閘試驗(yàn)時(shí)，均出現(xiàn)各自回路過(guò)流Ⅱ段保護(hù)誤動(dòng)作情況。

表1 整定計(jì)算值Tab.1 Setting calculation value

圖1 系統(tǒng)簡(jiǎn)化短路點(diǎn)圖Fig.1 Simplified Short Circuit Point Diagram of the System

3 誤動(dòng)作原因分析

保護(hù)誤動(dòng)作主要原因有以下幾點(diǎn)：1）變壓器空載合閘時(shí)會(huì)產(chǎn)出很大的勵(lì)磁涌流，一般可達(dá)到額定電流的3.5～8倍[2]，越小的變壓器勵(lì)磁涌流比額定電流的倍數(shù)越大，本站整定計(jì)算時(shí)未考慮到勵(lì)磁涌流的影響。2）本變電所線路較短設(shè)置電流段保護(hù)沒有保護(hù)范圍[3]。3）本變電所上一級(jí)110kV變電站保護(hù)出線過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間僅為0.5s，受此影響按《繼電保護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》配置三段式電流保護(hù)無(wú)法滿足選擇性。

4 改進(jìn)措施

因篇幅所限，僅以圖1中虛線框內(nèi)回路為例進(jìn)行保護(hù)的配置與整定。

4.1 系統(tǒng)各回路參數(shù)

計(jì)算部分電路額定參數(shù)與短路電流值分別如表2、表3所示。

表2 電路額定參數(shù)Tab.2 Circuit Rating Parameters

表3 短路計(jì)算電流值Tab.3 Short Circuit Calculated Current Value

4.2 保護(hù)配置及整定計(jì)算

4.2.1 961（962）支路

本支路處于線路末段，因此主保護(hù)可設(shè)為瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)?？紤]到變壓器勵(lì)磁涌流很大，整定值以躲開變壓器勵(lì)磁涌流來(lái)進(jìn)行整定：

靈敏性大于1.3，滿足要求。

按《繼電保護(hù)導(dǎo)則》要求該支路本因再設(shè)置近后備保護(hù)，但因?yàn)樵摴δ芘c主保護(hù)均配置在同一保護(hù)裝置內(nèi)，當(dāng)該裝置退出運(yùn)行時(shí)近后備保護(hù)也失效，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用角度考慮，本支路不再設(shè)置近后備保護(hù)，由923支路的過(guò)電流保護(hù)作為本回路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。

4.2.2 923支路

本回路考慮到線路太短電流I段沒有保護(hù)范圍，因此設(shè)置電流Ⅱ段保護(hù)作為本支路的主保護(hù)，設(shè)置過(guò)電流保護(hù)作為本段線路的近后備保護(hù)及下一段線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。

1)主保護(hù)的整定：6

靈敏性=4.62，滿足要求。

鑒于微機(jī)保護(hù)裝置對(duì)時(shí)間分辨率很高，因與上級(jí)變電站電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合較困難，故將時(shí)限級(jí)差縮短為0.15s，因此本保護(hù)動(dòng)作時(shí)限：

2)后備保護(hù)的整定：本支路上的最大負(fù)荷電流確定時(shí)，考慮961支路正常運(yùn)行，962支路變壓器投運(yùn)產(chǎn)生6Ie的勵(lì)磁涌流，因此最大負(fù)荷電流按7Ie考慮。動(dòng)作電流IⅢop.923=674 A。

近后備保護(hù)靈敏性校驗(yàn)Ksen=10.71；遠(yuǎn)后備靈敏性校驗(yàn)ksen=1.29均滿足要求。

動(dòng)作時(shí)間：

4.2.3 921支路

因本段線路極短發(fā)生故障的概率較低、若設(shè)置電流Ⅱ段保護(hù)則其靈敏性選擇性均無(wú)法滿足要求，因此本段線路僅設(shè)置過(guò)電流保護(hù)。最大負(fù)荷電流計(jì)算時(shí)，以一臺(tái)變壓器空載投運(yùn)另外三臺(tái)變壓器正常運(yùn)行時(shí)考慮，計(jì)算出IⅢop.921=1 068 A，近后備保護(hù)靈敏性校驗(yàn)Ksen=6.96；遠(yuǎn)后備靈敏性校驗(yàn)ksen=6.76均滿足要求。因上一級(jí)線路為110kV變電所出線，過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限僅為0.5s，為了滿足選擇性將時(shí)限級(jí)差降為0.1s。動(dòng)作時(shí)間：

通過(guò)上述保護(hù)配置及整定，變電所保護(hù)整定值如表4所示。

將此整定結(jié)果交由調(diào)試單位調(diào)試，任一變壓器投入運(yùn)行時(shí)線路保護(hù)不再發(fā)生誤動(dòng)作，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的正常運(yùn)行保護(hù)未發(fā)生任何異常情況，證明保護(hù)配置及整定方法可行。

表4 整定計(jì)算成果表Tab.4 Setting up the table of calculation results

5 結(jié)論

1)對(duì)于配電網(wǎng)絡(luò)末端線路保護(hù)配置，可不必按照《繼電保護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》要求將三段式電流保護(hù)配齊。

2)對(duì)于微機(jī)保護(hù)裝置而言，動(dòng)作時(shí)限級(jí)差可適當(dāng)縮短。