王振東

（天津石化公司,天津大港,300271）

中石化企業(yè)自備電廠110kV系統(tǒng)繼電保護(hù)常見(jiàn)隱患分析

王振東

（天津石化公司,天津大港,300271）

當(dāng)220kV變電站內(nèi)的110kV母線上的線路發(fā)生故障，如果線路開(kāi)關(guān)或線路保護(hù)拒動(dòng)將直接引起110kV母線全部停電，這樣將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了減小事故帶來(lái)的影響應(yīng)采取措施完善繼電保護(hù)的選擇性，盡可能縮小事故停電范圍。

110kV母線；開(kāi)關(guān)拒動(dòng)；繼電保護(hù)

0 引言

目前許多石化的自備電廠的110kV母線在保護(hù)配置上存在很大隱患，主要體現(xiàn)在對(duì)母聯(lián)短路的保護(hù)配置上存在很大爭(zhēng)議，這是許多石化自備電廠的通病。（如圖1），這是典型的110kV雙母雙分段運(yùn)行方式。當(dāng)110kV母線上的任意一線路發(fā)生故障,保護(hù)裝置或開(kāi)關(guān)發(fā)生拒動(dòng)造成越級(jí)跳閘時(shí)，將會(huì)使220kV變電站#1、2主變后備保護(hù)動(dòng)作，從而跳開(kāi)#1、#2主變110kV側(cè)101、102開(kāi)關(guān)造成110kV母線全部失電。這顯然是不合理的，為使目前情況得到改善，希望從110kV母線保護(hù)入手在#1、#2主變，101、102開(kāi)關(guān)跳閘前（110kV母線失電前）使保護(hù)作用于跳開(kāi)母聯(lián)145甲開(kāi)關(guān)，從而隔離故障母線，保證正常母線的繼續(xù)運(yùn)行，縮小停電范圍保證電網(wǎng)的相對(duì)穩(wěn)定性和供電可靠性。

1 220kV變電站的正常運(yùn)行方式

220kV變電站內(nèi)的110kV母線為雙母雙分段接線方式正常運(yùn)行方式：#1、#2主變中壓側(cè)斷路器101、102運(yùn)行，母聯(lián)斷路器145甲、145乙運(yùn)行，分段斷路器155運(yùn)行；#4主變中壓側(cè)斷路器104熱備，分段斷路器144熱備；#3主變中壓側(cè)斷路器103冷備（見(jiàn)圖1）。

2 事例介紹

事例名稱：220kV變電站#1主變“復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)”動(dòng)作事故處理

運(yùn)行方式：110kV系統(tǒng)：101（#1主變中壓側(cè)）、102（#2主變中壓側(cè)）、145甲（母聯(lián)開(kāi)關(guān)）、145乙（母聯(lián)開(kāi)關(guān)）、144（分段開(kāi)關(guān)）、111（負(fù)荷）運(yùn)行；155（分段開(kāi)關(guān)）、104（#4主變中壓側(cè)）熱備；103冷備（#3主變中壓側(cè)）；

事故現(xiàn)象：后臺(tái)警鈴、警報(bào)響，告警信號(hào)報(bào) “111開(kāi)關(guān)縱差保護(hù)動(dòng)作”“111距離保護(hù)動(dòng)作”“#1主變中壓側(cè)復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)動(dòng)作”“#2主變中壓側(cè)復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)動(dòng)作”“101開(kāi)關(guān)跳閘并閃綠光”“102開(kāi)關(guān)跳閘并閃綠光”光字亮；集控后臺(tái)警鈴、警報(bào)響，告警信號(hào)，110kV母線電壓為零。

3 事例分析

3.1 保護(hù)動(dòng)作分析

從事例可以看出本次事故主要原因?yàn)?11線路故障開(kāi)關(guān)拒動(dòng)造成越級(jí)跳閘，先是111線路縱差保護(hù)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)拒動(dòng)后111后備保護(hù)距離保護(hù)動(dòng)作開(kāi)關(guān)繼續(xù)拒動(dòng)。但由于此次故障不在110 kV母差保護(hù)范圍內(nèi)所以致使母聯(lián)145甲開(kāi)關(guān)拒動(dòng)不動(dòng)作，從而繼續(xù)越級(jí)跳閘導(dǎo)致網(wǎng)控#1、#2主變中復(fù)壓方向閉鎖過(guò)流動(dòng)作，跳開(kāi)#1主變110kV側(cè)斷路器101，#2主變110 kV側(cè)斷路器102開(kāi)關(guān),從而使110 kV4甲、4乙、5甲、5乙母線徹底失去電源。

3.2 保護(hù)原理分析

110kV線路差動(dòng)保護(hù)定值為：差動(dòng)動(dòng)作電流：變比：1200/1，定值：0.6A，0S

110kV相間距離保護(hù)（后備保護(hù)）：相間距離Ⅱ段：變比：0.6Ω，0.5S

#1主變中壓側(cè)復(fù)壓方向過(guò)流Ⅰ（后備保護(hù)）：復(fù)壓閉鎖：110/0.1；u2=10V/線，過(guò)流一段：1200/1 ；0.75A 3.5s方 跳本側(cè)開(kāi)關(guān)， 方向指向110KV母線側(cè)（#2主變與之相同）。

#1主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流（后備保護(hù)）：復(fù)壓閉鎖：110/0.1；u2=10V/線，過(guò)電流：1200:1/；0.75A 4.5S跳總出口（#2主變與之相同）

從保護(hù)定值來(lái)看當(dāng)111線路故障時(shí)，縱差保護(hù)第一時(shí)間動(dòng)作時(shí)限為0S，拒動(dòng)后111線路后備保護(hù)相間距離保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為0.5S，再次拒動(dòng)后#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓方向過(guò)流保護(hù)同時(shí)動(dòng)作跳開(kāi)101、102開(kāi)關(guān)，動(dòng)作成功時(shí)限為2S。如101、102開(kāi)關(guān)也拒動(dòng)的話則啟動(dòng)#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)4.5S后跳#1、#2主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)。

4 解決方案

4.1 建議修改#1、#2主變中復(fù)壓方向過(guò)流保護(hù)的保護(hù)范圍及動(dòng)作時(shí)限

#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓方向過(guò)流保護(hù)的保護(hù)分Ⅰ段和Ⅱ段，目前為止Ⅱ段保護(hù)未投入，只靠Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作延時(shí)跳開(kāi)中壓側(cè)101、102開(kāi)關(guān)。對(duì)此可以對(duì)#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓方向過(guò)流保護(hù)的定值進(jìn)行修改：Ⅰ段保護(hù)作用于跳開(kāi)110kV母聯(lián)145甲開(kāi)關(guān)，時(shí)限在線路開(kāi)關(guān)后備保護(hù)動(dòng)作后，#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流動(dòng)作前。Ⅱ段保護(hù)作用于跳開(kāi)#1、#2主變中壓側(cè)101、102開(kāi)關(guān)，時(shí)限在Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作后，#1主變中壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流動(dòng)作前。這樣當(dāng)111線路故障線路主保護(hù)及后備保護(hù)或開(kāi)關(guān)均拒動(dòng)時(shí)，通過(guò)#1主變中壓側(cè)復(fù)壓方向過(guò)流Ⅰ段保護(hù)跳開(kāi)母聯(lián)145甲開(kāi)關(guān)隔離故障母線，縮小停電范圍保證正常母線的繼續(xù)運(yùn)行。

4.2 在110kV母線上投入保護(hù)

110 kV母線采用四方及南瑞保護(hù)，雙套保護(hù)中均含有斷路器失靈保護(hù)（此保護(hù)目前未投入）。斷路器失靈保護(hù)在每一支路失靈啟動(dòng)開(kāi)入均設(shè)置為三個(gè)端子，三個(gè)端子并聯(lián)后接至對(duì)應(yīng)的外部失靈啟動(dòng)裝置開(kāi)入接點(diǎn)。如投入110kV母線斷路器失靈保護(hù)，當(dāng)110kV母線111線路故障開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí)，將在111線路后備保護(hù)動(dòng)作后、#1、#2主變中壓側(cè)復(fù)壓方向過(guò)流動(dòng)作前跳開(kāi)母聯(lián)145甲開(kāi)關(guān)，使111線路所在的110kV4甲母線上的所有開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（包

圖1 （110kV母線系統(tǒng)圖）

括#1主變中壓側(cè)101開(kāi)關(guān)，但此時(shí)#1主變中復(fù)壓方向過(guò)流Ⅰ不會(huì)動(dòng)作）從而隔離故障母線110 kV4甲母線，使110 kV5甲母線、110 kV4乙母線、110 kV5乙母線不受影響正常供電，縮小了事故范圍。

5 小結(jié)

我們需要注意，許多時(shí)候由于受國(guó)家電網(wǎng)的要求、限制，他們處于全局安全考慮并不希望自備電廠在母聯(lián)斷路器上增設(shè)保護(hù)，當(dāng)電廠內(nèi)部有問(wèn)題時(shí)希望以最短的時(shí)間讓電網(wǎng)與電廠解列，從而舍去內(nèi)部保護(hù)的判斷、動(dòng)作時(shí)間，增加安全性。但這對(duì)自備電廠將是很不利的。我們希望通過(guò)對(duì)保護(hù)定值的計(jì)算、分析使動(dòng)作時(shí)間做到最短最精確，從而使出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響最小。

[1] 張智銳.繼電保護(hù)裝置干擾防護(hù)若干措施[J].廣東電力.2002(03)

[2] 王鋼,丁茂生,李曉華,肖霖.數(shù)字繼電保護(hù)裝置可靠性研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào).2004(07)

The self-provided power plant of sinopec enterprises 110 kv system relay protection common hazard analysis

Wang Zhendong
(Tianjin petrochemical corporation Tianjin port,300271)

When the 220 kv substation of 110 kv bus bar on the circuit malfunction, if refusing action will directly cause circuit switch or circuit all 110 kv bus bar power outage,this will cause huge economic losses.In order to reduce the effects of the accident measures should be taken to improve the selectivity of relay protection, narrowing the scope of forced outage as much as possible.

110 kv bus bar;Switch refusing action;Relay protection