劉 莉

（四川明珠集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 遂寧 629200）

電網(wǎng)故障引起220kv線(xiàn)路縱聯(lián)保護(hù)誤動(dòng)的原因分析及處理

劉 莉

（四川明珠集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 遂寧 629200）

目前，我國(guó)的電力構(gòu)成系統(tǒng)中主要采用220KV站，而且使用時(shí)間大多達(dá)到10年的時(shí)間，由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，這些保護(hù)裝置中的易損元器件的性能不是很穩(wěn)定，會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性產(chǎn)生影響。本文主要分析了電網(wǎng)故障引起220KV線(xiàn)路縱聯(lián)保護(hù)誤動(dòng)的原因，以及預(yù)防處理方法。

電網(wǎng)故障；線(xiàn)路保護(hù)；縱聯(lián)誤動(dòng)

0 引言

近幾年內(nèi)，國(guó)內(nèi)各地區(qū)不斷擴(kuò)大220KV電網(wǎng)的架設(shè)范圍，推動(dòng)了縱聯(lián)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。然而，在電網(wǎng)設(shè)備的日常運(yùn)行中，電網(wǎng)故障容易引起220kv線(xiàn)路縱聯(lián)保護(hù)誤動(dòng)，而高頻保護(hù)亦因此暴露出諸多不足之處，其中以閉鎖式保護(hù)和光纖差動(dòng)保護(hù)為主的線(xiàn)路保護(hù)裝置，在出現(xiàn)錯(cuò)誤保護(hù)動(dòng)作時(shí)，就會(huì)引起線(xiàn)路聯(lián)動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。文章在該背景下，以遂寧市電網(wǎng)故障事故為切入口，深入剖析電網(wǎng)故障引起220kv線(xiàn)路聯(lián)動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)原因和研討電網(wǎng)故障引起220kv線(xiàn)路聯(lián)動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)處理措施。

1 電網(wǎng)故障引起220kv線(xiàn)路聯(lián)動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)案例概述

2013年遂寧市電網(wǎng)220kv雙萬(wàn)東線(xiàn)發(fā)生了B相接地故障，作出正確保護(hù)動(dòng)作的線(xiàn)路僅為兩側(cè)，其中發(fā)生于重合閘的動(dòng)作，縱聯(lián)后加速保護(hù)動(dòng)作，造成二線(xiàn)斷路器三相跳閘，從而影響了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。二線(xiàn)按雙重化的原則有配置了2套的線(xiàn)路保護(hù)裝置，分別是閉鎖式保護(hù)和光纖差動(dòng)保護(hù)，這次事故產(chǎn)生的主要原因是光纖差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作正確，但是在重合閘過(guò)程中未能起到后加速保護(hù)用。其中左側(cè)線(xiàn)路在28ms、48ms、683ms、707ms、742ms、752ms、760ms、790ms時(shí)，會(huì)分別出現(xiàn)縱聯(lián)保護(hù)B相跳出口、縱聯(lián)保護(hù)B相斷開(kāi)斷路器、重合閘動(dòng)作出口、B相TWJ變位、形成對(duì)側(cè)B相短路器合閘電壓、斷路器合閘、三相斷路器斷開(kāi)；而右側(cè)線(xiàn)路在28ms、47ms、671ms、730ms、742ms時(shí)，會(huì)分別出現(xiàn)縱聯(lián)保護(hù)B相跳出口、斷路器斷開(kāi)、TWJ變位，以及重合閘動(dòng)作出口等情況。

2 電網(wǎng)故障引起220kv線(xiàn)路聯(lián)動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)原因分析

從分析該故障的錄波圖上來(lái)分析，這左右兩側(cè)線(xiàn)路所發(fā)生的故障主要是B相瞬時(shí)接地故障，在左右兩線(xiàn)路發(fā)生重合閘動(dòng)作后線(xiàn)路沒(méi)有發(fā)生故障，正常情況下縱聯(lián)后加速保護(hù)部應(yīng)該有動(dòng)作，但事實(shí)上卻發(fā)生了誤動(dòng)，主要邏輯分析如下：

（1）從分析結(jié)果來(lái)看，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生保護(hù)處于開(kāi)放狀態(tài)，其加速保護(hù)的前提，是TWJ返回，同時(shí)經(jīng)20ms延時(shí)，或者斷開(kāi)相有電流，加速保護(hù)的條件是TWJ接點(diǎn)返回并經(jīng)20ms延時(shí)或斷開(kāi)相有電流，在TWJ接點(diǎn)返回，同時(shí)保持阻抗元件在定值范圍內(nèi)，縱聯(lián)就會(huì)產(chǎn)生加速保護(hù)的動(dòng)作。根據(jù)線(xiàn)路發(fā)生故障的事實(shí)來(lái)看左側(cè)保護(hù)在故障發(fā)生后的707ms有出現(xiàn)接點(diǎn)返回的情況，而到了53ms之后才發(fā)生B相短路的合閘。當(dāng)保護(hù)檢測(cè)到TWJ接點(diǎn)返回并經(jīng)20ms后確認(rèn)線(xiàn)路恢復(fù)全相運(yùn)行，B相斷路器并未真正合上，線(xiàn)路仍然處于非全相運(yùn)行狀態(tài)。

（2）在重合閘動(dòng)作過(guò)程中，由于保護(hù)電壓取自線(xiàn)路電壓互感器，當(dāng)線(xiàn)路處于非全相運(yùn)行時(shí)斷開(kāi)相B相電壓很小，幅值大約為14V，B相電流為0。判斷斷路器是否發(fā)生重合最主要的是要提取斷路器合閘位置繼電器的TWJ信號(hào)，從故障的情況來(lái)看，TWJ線(xiàn)圈被短接，接點(diǎn)被返回，從而發(fā)生了誤動(dòng)保護(hù)。因此此時(shí)的斷路器還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正意義上的合閉，造成線(xiàn)路保護(hù)發(fā)生提前的加速功能，事實(shí)上是該接線(xiàn)中的TWJ接點(diǎn)變位的是重合閘而不是斷路器合閘。斷路器合閘所需時(shí)間一般是在60ms到80ms之間，少數(shù)的斷路器合閘所需的時(shí)間會(huì)超過(guò)120ms，該接線(xiàn)會(huì)對(duì)線(xiàn)路保護(hù)的邏輯產(chǎn)生主要的影響作用，造成后加速的誤判。其中接線(xiàn)的TWJ接點(diǎn)變位和斷路器主觸頭存在差異性，因此無(wú)法將斷路器合閘狀態(tài)全面體現(xiàn)出來(lái)。

（3）通過(guò)對(duì)右側(cè)線(xiàn)路操作回路的TWJ接線(xiàn)的進(jìn)一步檢查發(fā)生接在斷路器輔助接點(diǎn)的，當(dāng)發(fā)生重合閘動(dòng)作之后，TWJ接點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)立即返回現(xiàn)象，當(dāng)斷路器真正合閘且斷路器輔助接點(diǎn)動(dòng)作后才返回。因此，TWJ變位對(duì)斷路器是否真正合閘具有比較有參考意義。

3 電網(wǎng)故障引起220kv線(xiàn)路聯(lián)動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)處理措施

高壓輸電線(xiàn)路發(fā)生故障大多是由于單相瞬時(shí)接地短路造成的，為對(duì)縱聯(lián)距離的線(xiàn)路起到保護(hù)作用，防止合閘環(huán)流引起誤動(dòng)，一般我們采用以下的措施來(lái)進(jìn)行處理。

3.1 接點(diǎn)位置添加TWJ

TWJ回路是屬于一種開(kāi)入回路，在對(duì)線(xiàn)路的保護(hù)中起著關(guān)鍵的作用，目前市場(chǎng)使用的國(guó)產(chǎn)微機(jī)保護(hù)就是通過(guò)TWJ回路來(lái)實(shí)現(xiàn)全相及非全相運(yùn)行、手合及重合后加速、電壓互感器斷線(xiàn)及跳閘位置停信等邏輯功能，這些跟它所發(fā)揮的保護(hù)動(dòng)作性能有著密切的聯(lián)系，所以需要重視斷路器輔助開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換的時(shí)間和主觸頭動(dòng)作時(shí)間的配合。因此，要求TWJ回路要具備準(zhǔn)確、真實(shí)反映斷路器的實(shí)際狀態(tài)。

3.2 增添閉鎖處理

單相合閘過(guò)程中，線(xiàn)路的運(yùn)行情況是非全相的，比如像一些阻抗元件在非全相運(yùn)行時(shí)很容易產(chǎn)生誤動(dòng)，因此可以采用增加必要的閉鎖措施來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。比如，當(dāng)某相阻抗元件達(dá)到定值，同時(shí)該相的電流比某一門(mén)檻值還要大時(shí)才可以發(fā)揮作用，避免出現(xiàn)由于斷開(kāi)相電壓較低且存在零序電流時(shí)阻抗加速元件誤動(dòng)。在選取電流門(mén)檻值時(shí)應(yīng)避開(kāi)電容電流，這樣，一方面才能對(duì)斷開(kāi)相是否處于合閘狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，另一方面也可以避免電容電流影響到后加速保護(hù)。由于220V高壓發(fā)生故障時(shí)的電流都比較大，一旦遇到金屬性故障，電流更大，所以門(mén)檻值不會(huì)對(duì)阻抗元件產(chǎn)生誤閉鎖動(dòng)作。

3.3 線(xiàn)路運(yùn)行狀態(tài)的判斷

由于受到的影響因素復(fù)雜多變，TWJ接點(diǎn)出現(xiàn)返回現(xiàn)象那不代表斷路器合閘，換個(gè)說(shuō)法就是TWJ返回與斷路器合閘并不具有同步性。為增加后速保護(hù)動(dòng)作的可靠性，有效、徹底的解決方法就是根據(jù)線(xiàn)路的電壓和電流量的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)判斷線(xiàn)路運(yùn)行的狀態(tài)，而不是僅僅通過(guò)判斷TWJ的開(kāi)入方式來(lái)判斷。以目前市場(chǎng)上使用最多的電壓取自線(xiàn)路電壓互感器為例，在非全相運(yùn)行時(shí)，斷開(kāi)相的電壓為殘壓，數(shù)值比較小，電流的數(shù)值幾乎為零；在全相運(yùn)行時(shí)，三相電壓額定值比較大，三相電流為負(fù)荷電流，在全相運(yùn)行出現(xiàn)線(xiàn)路故障時(shí)，電壓比較小，而電流則比較大。換句話(huà)說(shuō)，線(xiàn)路處于不同運(yùn)行狀態(tài)時(shí)電氣量所呈現(xiàn)出來(lái)的特征是不一樣的，可以根據(jù)這些特征來(lái)判斷線(xiàn)路運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，220KV的輸電線(xiàn)路大多采用的是單相自動(dòng)重合閘，準(zhǔn)確判斷斷路器是否處于合閘狀態(tài)是避免保護(hù)不正確動(dòng)作的前提，對(duì)采用線(xiàn)路電壓互感器的，應(yīng)對(duì)加速距離廉采取閉鎖措施，TWJ接點(diǎn)要能準(zhǔn)確反映斷路器的合閘狀態(tài)，根據(jù)線(xiàn)路電壓、電流量判斷運(yùn)行狀態(tài)并加以處理解決。

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