一起110 kV“手拉手”接線系統(tǒng)自愈保護(hù)動作原因分析及處理

茅偉杰，曹育碩，沈珉峰，李 煜 ，陳 濤，陳 俊

(國網(wǎng)上海市電力公司松江供電公司，上海 201600)

110 kV“手拉手”接線系統(tǒng)中，當(dāng)變電站處在開環(huán)點，在上級電源失電時通過備用電源自動投入裝置來恢復(fù)供電，當(dāng)變電站處在非開環(huán)點時則是無法實現(xiàn)的[1-4]。為了解決此問題，并進(jìn)一步保證電網(wǎng)的安全可靠運行，提出自愈系統(tǒng)方案[5-6]。目前，110 kV自愈系統(tǒng)的原理和系統(tǒng)框架已基本成型，在上海電網(wǎng)中已廣泛應(yīng)用[7]。

1 110 kV自愈保護(hù)動作方式

110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖一如圖1所示。

圖1 110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖一

開環(huán)點選擇A1開關(guān)，對自愈保護(hù)的動作方式進(jìn)行分析，動作情況如表1所示。

表1 110 kV自愈保護(hù)動作情況

110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖二如圖2所示。

圖2 110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖二

開環(huán)點選擇C1開關(guān)，對自愈保護(hù)的動作方式進(jìn)行分析，動作情況如表2所示。

表2 110 kV自愈保護(hù)動作情況

110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖三如圖3所示。

開環(huán)點選擇C1開關(guān)，對自愈保護(hù)的動作方式進(jìn)行分析，動作情況如表3所示。

圖3 110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖三

表3 110 kV自愈保護(hù)動作情況

110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖四如圖4所示。

圖4 110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖四

開環(huán)點選擇D1開關(guān)，對自愈保護(hù)的動作方式進(jìn)行分析，動作情況如表4所示。

表4 110 kV自愈保護(hù)動作情況

110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖五如圖5所示。

圖5 110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖五

開環(huán)點選擇D2開關(guān)，對自愈保護(hù)的動作方式進(jìn)行分析，動作情況如表5所示。

表5 110 kV自愈保護(hù)動作情況

110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖六如圖6所示。

圖6 110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)阶杂Ｗo(hù)接線圖六

開環(huán)點選擇B1開關(guān)，對自愈保護(hù)的動作方式進(jìn)行分析，動作情況如表6所示。

表6 110 kV自愈保護(hù)動作情況

2 事故分析

2.1 事故經(jīng)過

2020年8月18日14:15:45:00，110 kV C站自愈系統(tǒng)檢測到110 kV 2號線路失去電壓，繼而動作跳開110 kV D站110 kV 3號線路開關(guān)，并合上開環(huán)點110 kV C變電站110 kV 1號線路開關(guān)。該串自愈系統(tǒng)一次接線圖如圖7所示。

圖7 110 kV變電站自愈系統(tǒng)一次接線圖

2020年8月18日14:15:45:73，110 kV C站I母、II母有壓標(biāo)志由1變0，I母、II母無壓標(biāo)志由0變1，自愈啟動；8月18日14:15:47:74，自愈系統(tǒng)動作跳開110 kV D站110 kV 3號線路開關(guān)；8月18日14:15:46:76，自愈系統(tǒng)動作合上開環(huán)點110 kV C站110 kV 1號線路開關(guān)。

2.2 事故分析

通過分析自愈系統(tǒng)主站裝置本次的動作波形，在動作時存在110 kV D變電站3號線保護(hù)跳閘信號，以及110 kV C變電站失壓的情況。

自愈系統(tǒng)主站收到110 kV D站3號線路保護(hù)跳閘信號時，若無其他故障定位判據(jù)滿足，則判定為110 kV 3號線路故障，即圖2中的K1點故障。為了防止保護(hù)跳閘信號誤開入，自愈系統(tǒng)還要求串內(nèi)任一變電站不滿足有壓條件才允許動作，因此在110 kV C站失壓后才滿足自愈系統(tǒng)的動作條件，這時跳開110 kV D站3號線路開關(guān)，合上開環(huán)點110 kV C站1號線路C1開關(guān)。

此次動作的異常情況在于實際上110 kV 3號線路并沒有故障，但從整個動作過程中110 kV D站3號線路保護(hù)跳閘信號一直存在，因此該信號存在長期開入的可能。到110 kV D站查看，發(fā)現(xiàn)接入D站自愈系統(tǒng)主站的3號線路保護(hù)跳閘繼電器輸出一直閉合，這導(dǎo)致D站3號線路保護(hù)跳閘信號一直為“1”，因此使得自愈系統(tǒng)判別為3號線路故障，即圖2中的K1點故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，D站3號線路二次回路發(fā)現(xiàn)接線錯誤，存在寄生回路，接線圖如圖8所示。由于接線錯誤，當(dāng)合上縱差跳閘至自愈壓板后，自愈信號正電通過壓板直接回到自愈子站開入，直接短接了3號線路縱差保護(hù)裝置的跳閘出口開出，從而造成3號保護(hù)動作開入量一直為1。

圖8 110 kV D站3號線路縱差保護(hù)至自愈信號接線圖

由于線路未實際發(fā)生故障，查看電源站220 kV A站故障錄波后并未發(fā)現(xiàn)線路失壓，同時可排除電壓互感器(PT)本身的問題。由于電壓互感器采用單相分別測量，而自愈系統(tǒng)需三相全部失壓才會判斷為失壓，三相電壓互感器全部同時出現(xiàn)故障的概率極低，因此可排除一次回路發(fā)生故障，應(yīng)是二次回路問題。自愈系統(tǒng)采集的電壓取自8 PT1之后，8 PT1為測量/保護(hù)電壓次級總小開關(guān)，DSX1為中間繼電器，如果8 PT1跳開、DSX1失電或自愈系統(tǒng)2號電壓小開關(guān)跳開，都可能切斷電壓回路，導(dǎo)致自愈系統(tǒng)采集不到2號線路電壓，導(dǎo)致自愈裝置判別為線路失壓。

經(jīng)查看現(xiàn)場，電壓互感器輸出電壓正常且8 PT1小開關(guān)和2號電壓小開關(guān)都未跳開，同時現(xiàn)場接線并未有松動，因此可排除這些元件或回路故障跳開導(dǎo)致。分析至此，應(yīng)該是DSX1失電，輔助觸點斷開導(dǎo)致電壓回路被切斷。110 kV匯控柜交流電壓回路圖紙如圖9所示。

圖9 交流電壓二次回路圖

3 優(yōu)化建議

(1) 建議會同設(shè)備廠家一起檢查自愈裝置開入量，要求到出開入量表一一進(jìn)行核對，并對二次回路進(jìn)行分析檢查，避免存在寄生回路。

(2) 核對自愈系統(tǒng)版本，認(rèn)真研讀說明書，與設(shè)備廠家技術(shù)人員確認(rèn)保護(hù)邏輯。

(3) 現(xiàn)場聯(lián)調(diào)時出現(xiàn)的問題應(yīng)及時、詳細(xì)地記錄下來，及時回溯。

4 結(jié)語

本文主要對一起110 kV變電站自愈保護(hù)動作情況進(jìn)行事故分析和后續(xù)優(yōu)化處理，其事故處理經(jīng)驗具有一定的借鑒作用。首先對110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)浇泳€自愈保護(hù)的動作方式進(jìn)行分析，然后對一起110 kV變電站自愈系統(tǒng)動作情況進(jìn)行分析，最后對110 kV電網(wǎng)“手拉手”鏈?zhǔn)浇泳€自愈系統(tǒng)提出了優(yōu)化建議，為今后的運行管理提供實際參考。