支玉林 陳超

(國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司大慶供電公司,黑龍江大慶 163458)

220kV線路距離保護(hù)誤動(dòng)作整改創(chuàng)新方案

支玉林 陳超

(國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司大慶供電公司,黑龍江大慶 163458)

繼電保護(hù)的任務(wù)是當(dāng)被保護(hù)的輸電線路或電氣元件發(fā)生故障時(shí),保護(hù)裝置就迅速動(dòng)作,把故障的輸電線路或電器元件從電力系統(tǒng)中切除,以消除或減小故障所引起的嚴(yán)重后果。對于一些容量大、電壓等級高、距離長、負(fù)荷重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、參量變化范圍大、運(yùn)行穩(wěn)定性要求高等特點(diǎn)的線路保護(hù),簡單的電流電壓保護(hù)往往不能滿足繼電保護(hù)的基本要求。距離保護(hù)可以保證在任何復(fù)雜接線電網(wǎng)中有選擇地切除故障,并具有足夠的快速性、靈敏度以及可靠性。

繼電保護(hù) 距離保護(hù) 電壓互感器 電壓切換 DBJ 零序電壓 零序電流

所謂距離保護(hù)，就是反應(yīng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處近時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間短；當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處遠(yuǎn)時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間加長，以此保證動(dòng)作的選擇性。線路的長短與阻抗成正比，所以測量故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離，實(shí)際上是阻抗繼電器測量故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的阻抗。保護(hù)安裝處母線電壓與線路電流之稱為測量阻抗，它反應(yīng)了保護(hù)安裝處到短路點(diǎn)的阻抗。而母線電壓是從我們的母線PT上取得，母線10～220kV電壓級的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，電壓互感器的配置原則是：應(yīng)滿足測量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求；保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不失壓、同期點(diǎn)兩側(cè)都能方便地取壓。對于雙母線系統(tǒng)上所連接的電氣元件，在兩組母線分開運(yùn)行時(shí)(例如母線聯(lián)絡(luò)斷路 器斷開)，為了保證其一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)在電壓上保持對應(yīng)，以免發(fā)生保護(hù)或自動(dòng)裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)，要求保護(hù)及自動(dòng)裝置的二次電壓回路隨同主接線一起進(jìn)行切換。用隔離開關(guān)輔助 觸點(diǎn)去啟動(dòng)電壓切換中間繼電器，利用其觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電壓回路的自動(dòng)切換電壓切換。

1 發(fā)現(xiàn)問題

實(shí)踐證明電壓回路斷線有各種原因。除了電壓互感器的二次斷線故障或過載使電壓回路空開斷開外，還有人為地誤操作及阻抗元件內(nèi)部電壓回路斷線等。電壓回路斷線將造成距離保護(hù)失去電壓，距離保護(hù)失去電壓時(shí)，由于電流回路仍有電流，阻抗繼電器將會(huì)誤動(dòng)作。為了避免距離保護(hù)在上述情況下誤動(dòng)作，就必須設(shè)置電壓回路斷線閉鎖裝置，裝置在距離保護(hù)電壓回路斷線后，將成套保護(hù)閉鎖，并發(fā)出斷線信號。

圖1 PT回路三相斷線DBJ不動(dòng)作的措施

圖2 第二套保護(hù)用PT回路三相斷線DBJ不動(dòng)作的措施

該裝置是按電壓互感器二次回路斷線時(shí)產(chǎn)生零序電壓的原理構(gòu)成的，采用瞬時(shí)動(dòng)作的電磁型平衡繼電器DBJ，該裝置有兩個(gè)線圈W1和W2，W1經(jīng)電容Ca、Cb、Cc分別連接在Ua、Ub、Uc上，W2則接在電壓互感器開口三角繞組上。其工作原理如下。

(1)正常時(shí)，W1及W2兩段均無零序電壓，DBJ不動(dòng)作。

(2)當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生接地故障時(shí)，電力系統(tǒng)三相電壓不對稱，電壓互感器二次側(cè)三相電壓也不對稱，故W1和W2中都有零序電流流過，適當(dāng)?shù)倪x擇W1和W2所在回路的參數(shù)和極性，使兩個(gè)線圈的零序安匝大小相等，方向相反，總磁勢等于零，故DBJ不動(dòng)作。

當(dāng)二次回路三相都斷線時(shí)DBJ不動(dòng)作，為了克服這一缺點(diǎn)，目前常采用的措施是在C相自動(dòng)空開的兩段并聯(lián)一個(gè)電容器C其原理如圖1所示。

當(dāng)三相空開同時(shí)熔斷時(shí)，在并聯(lián)有電容器的那一相電壓仍可通過電容器接入，造成了三相電壓的不對稱，使加于DBJ的零序電壓大于其整定值，DBJ可靠動(dòng)作。在本次紅旗變電所綜合自動(dòng)化改造過程中，由于220東西母線電壓互感器保護(hù)用電壓改用兩組而并非改造前的一組保護(hù)用電壓，兩組電壓分別給220kV線路兩套保護(hù)用，目的是當(dāng)一組保護(hù)電壓發(fā)生失電時(shí)DBJ動(dòng)作閉鎖其中一套保護(hù)，而另一套線路保護(hù)不失電可靠動(dòng)作。而在本次改造過程中220kV東西母線電壓互感器端子箱，使用的是老舊端子箱并沒有更換，故只有一個(gè)電容器C。這種情況下當(dāng)PT二次發(fā)生故障三相同時(shí)失電的情況下又發(fā)生外部故障時(shí)，其中一套有電容器的保護(hù)閉鎖，另一套DBJ不動(dòng)作不閉鎖線路保護(hù)，保護(hù)回路中的增量元件動(dòng)作而引起保護(hù)誤動(dòng)作跳閘。在系統(tǒng)中220kV線路很重要它的誤動(dòng)作影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，尤其是大慶地區(qū)220kV線路在電網(wǎng)中起著主網(wǎng)的作用故要保證220kV線路保護(hù)的可靠性。

2 解決方案

在220kV東西母線電壓互感器端子箱，增設(shè)一只匹配的電容器并聯(lián)在第二套保護(hù)用電壓空開下，這樣當(dāng)PT二次回路發(fā)生三相電壓同時(shí)失電時(shí)，另一套保護(hù)能可靠閉鎖保護(hù)，不發(fā)生誤動(dòng)作而保證繼電保護(hù)的可靠性，有利于整個(gè)大慶電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠性。第二套保護(hù)用PT回路三相斷線DBJ不動(dòng)作的措施如圖2所示。

3 現(xiàn)場實(shí)際效果

大慶供電公司通過此類方法改造多個(gè)220kV變電所，充分的提高了距離保護(hù)的靈敏度和可靠性，克服了距離保護(hù)的死去，保證了供電可靠性。提高了線路經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，降低生產(chǎn)成本，提高電能利用效率和社會(huì)效益，能精確知道系統(tǒng)的異常點(diǎn)科學(xué)的考核經(jīng)濟(jì)效益以及有助于電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行方式，對于提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益具有十分重大的意義。

4 結(jié)語

該整改創(chuàng)新方案是符合《繼電保護(hù)規(guī)程》及《國網(wǎng)公司作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，并成為大慶供電區(qū)今后施工過程中的作業(yè)準(zhǔn)則。隨著電網(wǎng)的改造和完善，使輸電線路的快速保護(hù)能可靠的切除故障，保證了大慶地區(qū)油田生產(chǎn)用電。