張 麗,秦 鑫
(1.河南新鄉(xiāng)供電公司調(diào)通中心,河南 新鄉(xiāng) 453002;2.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院,河南 新鄉(xiāng)453003)
110 kV終端線路發(fā)生瞬時(shí)故障,繼電保護(hù)裝置動作,切除故障,重合閘動作恢復(fù)供電,這是再普通不過的事情。而接有地方電廠的主網(wǎng)終端變電站進(jìn)線,發(fā)生同樣的故障,那情況就復(fù)雜了。線路首端,繼電保護(hù)裝置可以迅速切除故障,這一點(diǎn)是無疑的,然而重合閘能否動作成功,卻要受地方電廠的巨大影響。
在系統(tǒng)大電源切除后,由饋?zhàn)兒偷胤诫姀S組成的小網(wǎng),由于功率缺額造成頻率及電壓降低,低周裝置動作切除部分負(fù)荷后,仍不能滿足要求,則由解列裝置動作切除并網(wǎng)地方電廠小電源,以確保機(jī)組、電網(wǎng)重要用戶設(shè)備安全。解列裝置動作后,主網(wǎng)終端變電站進(jìn)線重合閘檢無壓重合成功,恢復(fù)供電。否則,將造成主網(wǎng)終端變電站全站失壓事故。
2005年11月21日18∶21和2006年1月29日02∶26,同方式同一饋?zhàn)兙€路故障跳閘實(shí)例,解列裝置的動作行為造成的結(jié)果,卻大相徑庭。2005年11月21日18∶21饋?zhàn)兙€路跳閘,解列裝置未動作,引起110 kV饋?zhàn)內(nèi)臼旱膰?yán)重事故。而2006年1月29日02∶26的饋?zhàn)兙€路跳閘,解列裝置正確動作,配合重合閘動作成功,系統(tǒng)瞬時(shí)恢復(fù)正常。
圖1是110kV饋?zhàn)儯ㄓ腊沧儯┮淮蜗到y(tǒng)接線示意圖。
說明:事故前方式110 kVⅡ新永線正常供永安變,110 kVⅠ新永線充電備用。永安變110 kV裝有LFP—965B備用電源自投裝置。110 kV母線電壓U=116.27 kV;永安變正常負(fù)荷P=42 M W,
圖1 110kV饋?zhàn)儯ㄓ腊沧儯┮淮蜗到y(tǒng)接線示意圖
Q=16.67 M VAR。其中#1主變P=21 M W,
Q=8.98MVAR;#2主變負(fù)荷 P=21 MW,Q=7.69 M VAR。永安變裝設(shè)低頻減載方案定值:
Ⅲ輪 f=48.50 H z,t=0.15 s,切永山 1、永馮 1。Ⅴ
輪 f=48.00 H z,t=0.15 s,切永岳 1、永開 1、 永中1。
獲嘉電廠(企業(yè)自備)總裝機(jī)容量2×6 M W。正常經(jīng)35 kV永金線(聯(lián)絡(luò)線)并網(wǎng),永開線備用。正常一臺機(jī)運(yùn)行,出力3 M W,永金1負(fù)荷約16 M W。
Ⅱ新永1保護(hù)取出的報(bào)告顯示:
15 m s I01CK 30 m s 1ZKJCK動作ABC三相跳閘,90 m s BH QDCH 啟動重合閘。故障測距L=6.46 km;
(1)18∶21Ⅱ新永1零序Ⅰ段保護(hù)動作跳閘,ZCH未動,測距6.46 km,B相故障;
(2)18∶21永安變低頻減載保護(hù)動作,跳開饋線負(fù)荷開關(guān)永山1、永馮1、永中1、永岳1(永開1未跳);46 km;B 相故障,故障阻抗CJZK X=0.28,R=0.10,BN 峰值電流3I0=93.3 A 零序電流=50.74 A最大值為52.78 A。
(3)18∶23永安變110kV備自投裝置動作跳開Ⅱ新永2,合上Ⅰ新永2。
(4)Ⅱ新永線跳閘系34#桿B相合成絕緣子放電。
(5)波形分析。如圖2、圖3所示。
圖2 電壓波形
圖3 電流波形
表1 電流值表
表2 電壓值表
(6)事故分析。
其一,Ⅱ新永線線路B相故障,測距6.46 km,Ⅱ新永1零序Ⅰ段保護(hù)動作跳閘正確;
其二,Ⅱ新永1跳閘后,保護(hù)啟動重合閘雖然動作了,但并未出口,獲嘉電廠通過35 kV永金線帶永安變、金華變運(yùn)行,頻率降低,當(dāng)頻率降低至48 H z以下,延時(shí)超過0.15 s后,低頻減載保護(hù)動作跳開永山1、永馮1、永中1、永岳1,切除負(fù)荷約15 M W;同時(shí),由于獲嘉電廠向系統(tǒng)反送電,永安變110 kVⅡ新永線仍帶電運(yùn)行,220 kV新鄉(xiāng)變的110 kVⅡ新永線仍帶有電壓,其電壓值根據(jù)故障錄波器顯示,二次電壓維持在33 V,超出了重合閘動作定值(30 V),故Ⅱ新永1跳閘后,重合閘未動作;
其三,低頻減載保護(hù)動作切除一部分負(fù)荷后,頻率維持在一定的水平,沒有降低到47.5 H z以下,故永安變低周解列保護(hù)跳永開1未動作,
其四,低頻減載保護(hù)動作切除一部分負(fù)荷后,獲嘉電廠仍通過35 kV永金線帶金華變、永安變,負(fù)荷約25 M W,導(dǎo)致獲嘉電廠發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)保護(hù)動作,提升電壓,但由于所帶負(fù)荷遠(yuǎn)超其供電能力,電壓無法提升,2min后,獲嘉電廠被迫人工將發(fā)電機(jī)停運(yùn),至此永安變?nèi)臼海?/p>
其五,永安變?nèi)臼汉螅蛐掠谰€也隨之失壓,永安變110 kV備自投裝置動作跳開Ⅱ新永2,合上Ⅰ新永2。
(1)02∶46Ⅱ新永1零序I段保護(hù)動作跳閘,ZCH重合成功。測距5.91 km,C相故障。
(2)02∶46永安變運(yùn)行正常,自投裝置未動作。
(3)02∶47獲加電廠獲2#機(jī)解網(wǎng)。
(4)03∶59獲2#機(jī)檢同期并網(wǎng)。
(5)事故分析。
其一,Ⅱ新永1零序I段保護(hù)動作跳閘,獲加電廠低頻保護(hù)動作正確。
其二,Ⅱ新永1重合閘動作成功正確。
其三,新永110 kV自投裝置動作時(shí)限為5 s,故裝置未動作。
(6)Ⅱ新永1保護(hù)取出的報(bào)告顯示:
15 m s I01CK零序I段出口,85m s BH QDCH啟動重合閘2320 m s CH CK重合出口,故障測距L=5.96 km,C相故障,故障阻抗CJZK X=0.26 R=0.45CN峰值電流108.2 A,零序電流=79.9A,最大值為113.1A。
(7)波形分析。如圖4、圖5所示。
圖4 電流波形
圖5 電壓波形
4 電壓值表
裝有備用電源自投裝置的主網(wǎng)終端變電所,如負(fù)荷側(cè)接有地區(qū)電源,一旦聯(lián)絡(luò)線故障跳閘,必造成地方電廠孤網(wǎng)運(yùn)行,網(wǎng)內(nèi)調(diào)頻、調(diào)壓困難,極可能發(fā)生系統(tǒng)非常危險(xiǎn)的低頻運(yùn)行,甚至產(chǎn)生頻率崩潰,給地方電廠及用戶設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞,嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行。
因此在110 kV終端變電站接入低頻低壓解列裝置是非常必要的。且裝置裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)隨并網(wǎng)方式適時(shí)調(diào)整變化,定期校驗(yàn)檢查,保證其完整齊備。
另外,在系統(tǒng)中的如下地點(diǎn),應(yīng)考慮設(shè)置低頻、低壓解列裝置:
一是系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線;
二是地區(qū)系統(tǒng)中從系統(tǒng)受電的終端變電站母線聯(lián)絡(luò)斷路器;
三是地區(qū)電廠的高壓側(cè)母線聯(lián)絡(luò)斷路器;
四是專門劃作系統(tǒng)事故緊急啟動電源專帶廠用電的發(fā)電機(jī)組母線聯(lián)絡(luò)斷路器。
[1]國家電力調(diào)度通信中心.電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行實(shí)用技術(shù)問答[M].北京:中國電力出版社,2000.