董艷紅，杜廣平，于會寧

(鶴崗電業(yè)局，黑龍江鶴崗154101)

0 引言

輸電線路非全相運(yùn)行時(shí)，會使電流和電壓對稱性、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)對稱性遭到破壞，產(chǎn)生負(fù)序電流，出現(xiàn)零序電流，使接地裝置的電位升高，產(chǎn)生跨步電壓與接觸電壓，威脅人身安全，而且負(fù)序電流和零序電流可以在非全相運(yùn)行的線路及相連的完好線路中流通，破壞線路的繼電保護(hù)工作狀態(tài)，甚至引起保護(hù)的不正確動作。對此，本文通過對一起110 kV聯(lián)絡(luò)線單相斷線引起線路保護(hù)動跳閘的實(shí)例，分析其跳閘原因，以盡快找到解決故障辦法，消除電力系統(tǒng)不對稱異常工作狀態(tài)，保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1 對稱性破壞的實(shí)例

1.1 系統(tǒng)結(jié)線方式

變電站B接受35 kV線路1及110 kV線路2電源，電廠A和變電站B裝設(shè)低頻、低壓解列裝置，線路2兩側(cè)配置保護(hù)為距離和零序保護(hù)。系統(tǒng)結(jié)線及有關(guān)潮流如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)線和故障前有關(guān)潮流圖

1.2 110 kV線路2故障經(jīng)過

2010年11月13日14時(shí)35分，線路2兩側(cè)三相電流出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，IA=IC=40A，IB=28A，線路1 B相電流比其它兩相大30 A，在變電站B、變電站C檢查一次設(shè)備，均未發(fā)現(xiàn)問題。16時(shí)06分，A廠低壓解列裝置動作，發(fā)電機(jī)跳閘，B變電站低壓解列裝置動作，線路2和線路1開關(guān)跳閘，在B變電站、C變電站內(nèi)部檢查無故障，C變電站線路2開關(guān)未跳閘。16時(shí)15分，B變電站合上線路2開關(guān)同時(shí)，C變電站線路2零序一段保護(hù)動作跳閘，重合不成功，故障報(bào)告為AC相接地;檢查站內(nèi)設(shè)備，無故障。拉開B變電站線路2開關(guān)，在C變電站對線路2強(qiáng)送電成功，之后在B變電站合上線路2開關(guān)。16時(shí)40分和16時(shí)43分，C站線路2零序一段保護(hù)發(fā)生2次動作跳閘，故障報(bào)告均為AC相接地。經(jīng)檢查，故障點(diǎn)為B變電站阻波器上端B相導(dǎo)線斷線，搭落在阻波器上，處理后線路2送電正常，巡線未發(fā)現(xiàn)異常。

2 跳閘原因分析

2.1 用對稱分量法分析單相斷股和斷線故障［1］

圖2(a)表示了單相斷股時(shí)的不對稱形式，網(wǎng)絡(luò)在M、N區(qū)間外三相阻抗都是對稱的，在不對稱M、N區(qū)間僅B相附加有阻抗Z，等值電路如圖2(b)所示。

圖2 三相系統(tǒng)中B相不對稱

按對稱分量法原理，M、N區(qū)間的不對稱電壓可以分解成三組對稱分量(⊿ ùA1、⊿ ùB1、⊿ ùC1、⊿ùA2、⊿ùB2、⊿ùC2、⊿ùA0、⊿ùB0、⊿ùC0)。不考慮變壓器等電感元件飽和時(shí)電力系統(tǒng)是線性網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用疊加原理，圖3可以看作是三相電勢分別作用在M、N區(qū)間，這樣實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)就可以分解成3個(gè)獨(dú)立的三相對稱網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)取B相畫出它的電路，則變成圖4所示的正序(1)、負(fù)序(2)和零序(3)網(wǎng)絡(luò)。

圖3 將M、N間的不對稱電壓分解為三組對稱分量

圖4 正序(1)、負(fù)序(2)、零序(3)網(wǎng)絡(luò)圖

根據(jù)圖4各序網(wǎng)絡(luò)圖，列出各自的電壓平衡方程為

在上述的不對稱運(yùn)行中，如果Z=∞，即在B相斷線的情況下圖5的復(fù)合序網(wǎng)就變成圖6所示的情形。由此可見，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱運(yùn)行時(shí)，將導(dǎo)致電流和電壓的對稱性破壞，系統(tǒng)中將出現(xiàn)負(fù)序電流和零序電流。

圖5 B相附加阻抗的復(fù)合序網(wǎng)

圖6 一相斷線的復(fù)合序網(wǎng)

2.2 繼自裝置動作分析

當(dāng)B變電站處理阻波器上端B相導(dǎo)線斷線時(shí)，發(fā)現(xiàn)阻波器上端B相導(dǎo)線已有部分?jǐn)喙伞Ｓ捎诋?dāng)時(shí)風(fēng)大，導(dǎo)線擺動，斷股不斷增多，致使線路2 B相傳輸能力下降，最終斷線搭落在阻波器上，加重A電廠的承載負(fù)荷，A電廠及B變電站母線AB及BC線電壓較低，達(dá)到低壓解列裝置動作規(guī)定值(75% 35 kV母線線電壓)，導(dǎo)致A電廠和B變電站低壓解列裝置動作跳閘。圖7為線路2斷線后變電所B母線電壓情況示意圖。

圖7 線路2斷線后變電所B母線電壓情況示意圖

B變電站線路2由低壓解列裝置動作跳閘后，線路2由C變電站充電但不帶負(fù)荷，線路2在末端斷線，可以認(rèn)為線路是對稱運(yùn)行。在B變電站合上線路2開關(guān)，即帶負(fù)荷后不對稱運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)序電流和零序電流就明顯增大［2］，負(fù)序電流和零序電流在AC相導(dǎo)線中流通，達(dá)到C變電站線路2零序一段保護(hù)動作規(guī)定值并跳閘，所以故障報(bào)告為AC相接地，此時(shí)AC相導(dǎo)線中流通的零序電流并非相間短路電流，沒有達(dá)到距離保護(hù)動作定值，故距離保護(hù)不動作是正確的。

3 結(jié)論

不對稱運(yùn)行對電力系統(tǒng)本身和用戶都會帶來不同程度的影響，當(dāng)發(fā)生不對稱運(yùn)行后，應(yīng)盡快查明原因，采取有效措施，爭取在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

［1］ 蔡洋.電力系統(tǒng)運(yùn)行操作和計(jì)算［M］.沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1996.

［2］ 王世楨.電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行技術(shù)［M］.沈陽:東北大學(xué)出版社，1997.