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        一起電壓-時(shí)間型分段器誤關(guān)合閉鎖的原因分析

        2021-05-12 09:22:26黃建中
        農(nóng)村電氣化 2021年4期
        關(guān)鍵詞:動(dòng)作故障

        馬 娟,黃建中,施 遙

        (1.玉溪供電局 云南 玉溪 653100;2.玉溪峨山供電局 云南 玉溪 653100)

        電壓-時(shí)間型分段器其動(dòng)作邏輯是“有電合,無(wú)電分,短時(shí)供電會(huì)閉鎖”,與變電站出口開(kāi)關(guān)電流保護(hù)及重合閘功能相配合,能有效隔離故障線段。據(jù)統(tǒng)計(jì),某地區(qū)配網(wǎng)線路在應(yīng)用電壓-時(shí)間型分段器有效減少了配網(wǎng)線路故障而引起的停電范圍,極大提高了供電可靠性及客戶滿意度。但電壓-時(shí)間型分段器在特殊情況下,會(huì)出現(xiàn)其控制范圍內(nèi)非故障閉鎖合閘事件?,F(xiàn)對(duì)一起電壓-時(shí)間型分段器在應(yīng)用過(guò)程中未正確得電合閘事件進(jìn)行分析,并提出改進(jìn)措施。

        1 電壓-時(shí)間型分段器

        電壓-時(shí)間型分段器具備有電延時(shí)合閘、無(wú)電自動(dòng)分閘,以及根據(jù)得電與失電時(shí)間情況閉鎖合閘的功能,與變電站出口開(kāi)關(guān)電流保護(hù)及重合閘配合,能有效隔離故障段線路。電壓-時(shí)間型分段器3個(gè)參數(shù):失電延時(shí)分閘時(shí)間、得電延時(shí)合閘時(shí)間、關(guān)合確認(rèn)時(shí)間。按《南方電網(wǎng)10 kV(20 kV)中壓配電網(wǎng)繼電保護(hù)整定原則(試行)》,各參數(shù)的整定原則為:

        1.1 失電延時(shí)分閘時(shí)間

        原則1:≥T′Z1+ Δt;

        原則2:≥T′Z2+T′CH+ Δt;

        原則3:≥T′b+ Δt。

        1.2 得電延時(shí)合閘時(shí)間

        原則1:≥T′L+ Δt;

        原則2:≥T′C+T′CD+ Δt且 ≥T′+ Δt。

        1.3 關(guān)合確認(rèn)時(shí)間≥ T'L + Δt且

        參數(shù)說(shuō)明:T′Z1為相鄰線路過(guò)流保護(hù)末端動(dòng)作時(shí)間;T′Z2為上級(jí)電壓電源線路保護(hù)末段動(dòng)作時(shí)間;T′CH為上級(jí)電壓電源線路重合閘動(dòng)作時(shí)間;T′b為上級(jí)電源備自投動(dòng)作時(shí)間;T′L為線路末端動(dòng)作時(shí)間;T′C為線路斷路器儲(chǔ)能時(shí)間;T′CD為重合閘充電時(shí)間;T′為斷路器2次分合間隔時(shí)間;T′L為線路保護(hù)末端動(dòng)作時(shí)間;T′X為下級(jí)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)得電合閘延時(shí)時(shí)間;Δt為時(shí)間裕度。

        失電延時(shí)分閘時(shí)間原則1 考慮了相鄰線路近端三相短路時(shí)電壓降為0 時(shí)避免分段器誤判失壓而分閘,原則2、3考慮上級(jí)站重合閘、備自投動(dòng)作期其分?jǐn)嗥髡`分閘。

        得電延時(shí)合閘時(shí)間原則1 防止相鄰上級(jí)開(kāi)關(guān)合于故障后其斷路器誤合閘,原則2 考慮變電站出口開(kāi)關(guān)第2次重合閘有效動(dòng)作。

        因該地區(qū)電網(wǎng),其變電站出口基本只配置一次重合閘,故第1 級(jí)分段器的動(dòng)作時(shí)限,應(yīng)確保變電站出口斷路器重合閘動(dòng)作后,滿足第2 次重合動(dòng)作條件,如裝置重合閘充電、斷路器彈簧儲(chǔ)好能。且變電站出口第2 次重合閘動(dòng)作前,應(yīng)確保線路分段器處于分閘位置。

        所以,本地區(qū)電壓型分段器整定情況為:失壓分閘時(shí)限:按原則1 整定,取0.6 s;得電延時(shí)合閘時(shí)間:按原則2整定,線路第1級(jí)分段器取21 s,第2級(jí)及以后均取7 s;關(guān)合確認(rèn)時(shí)間:取5 s。另,本地區(qū)電網(wǎng)10 kV 出口其重合閘均取1.2 s。該地區(qū)電壓-時(shí)間型分段器定值整定情況如表1所示。

        2 故障經(jīng)過(guò)

        2.1 故障情況簡(jiǎn)述

        2017年3月21日,35 kV線路因發(fā)生瞬時(shí)故障,短時(shí)內(nèi)2 次保護(hù)動(dòng)作跳閘,均重合閘成功。調(diào)度接到配網(wǎng)線路開(kāi)關(guān)2 后段用戶反饋無(wú)電,通知配網(wǎng)運(yùn)行人員巡查,發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)2 處于分閘位置,且有閉鎖信號(hào)。經(jīng)對(duì)后段線路巡視,無(wú)線路故障,后申請(qǐng)調(diào)度合上開(kāi)關(guān)2,恢復(fù)供電正常。35 kV線路巡視發(fā)現(xiàn)線路下有樹(shù)梢放電痕跡,可初步判定為配網(wǎng)開(kāi)關(guān)2因上級(jí)線路故障所造成誤閉鎖合閘。

        2.2 運(yùn)行方式介紹

        35 kV 變電站為單母線不分段,其僅有一回電源線路;10 kV為單母線分段;配置2臺(tái)主變,運(yùn)行方式為分列運(yùn)行;10 kV I、II段母線均有饋線,其饋線線路均配置的分段器開(kāi)關(guān)(圖1 中僅畫一條)。其接線方式如圖1所示。

        2.3 相關(guān)保護(hù)配置情況

        圖1中,35 kV 線路384斷路器配置三段電流保護(hù),帶三相一次重合閘,其重合閘時(shí)限為1.2 s;配網(wǎng)開(kāi)關(guān)0為變電站出口開(kāi)關(guān),配置兩段式過(guò)流保護(hù),速斷時(shí)限為0 s,過(guò)流時(shí)限0.4 s,帶三相一次重合閘,其重合閘時(shí)限為1.2 s;開(kāi)關(guān)1、2 均為電壓-時(shí)間型分段器,其定值按上述電壓分段器中表1 所述整定值設(shè)置。

        2.4 開(kāi)關(guān)動(dòng)作情況

        2017年3月21日,35 kV線路因發(fā)生瞬時(shí)故障,35 kV線路384斷路器2次保護(hù)動(dòng)作跳閘,均重合成功,造成35 kV變電站2次失壓。

        現(xiàn)按35 kV線路384斷路器第一次跳閘時(shí)間為參照時(shí)間,各配網(wǎng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作過(guò)程為:

        圖1 接線及故障示意圖

        0 s,35 kV線路跳閘;

        0.6 s,10 kV線路分段器1、2失壓分閘;

        1.2 s,35 kV線路重合閘動(dòng)作重合成功;

        22.2 s,線路分段器1得電合閘;

        29.2 s,線路分段器2得電合閘;

        30.918 s,35 kV線路第2次跳閘;

        31.518 s,10 kV 線路分段器 1、2 再次失壓分閘;

        32.118 s,35 kV線路重合閘動(dòng)作再次重合成功;

        53.118 s,線路分段器1得電合閘。

        3 原因分析

        通過(guò)上述開(kāi)關(guān)動(dòng)作情況,其線路分段器2 得電保持時(shí)間為:31.518 s-29.2 s<關(guān)合確認(rèn)時(shí)間(5 s),故線路分段器2 閉鎖合閘,開(kāi)關(guān)保持分閘狀態(tài)。所以,該故障可定性為上級(jí)電網(wǎng)故障造成電壓-時(shí)間型分閘器誤閉鎖合閘的事件。

        另,35 kV 線路384斷路器2 次動(dòng)作時(shí)間分別為0 s、30.918 s,均重合閘成功,反映出35 kV 線路2次瞬時(shí)故障在短時(shí)內(nèi)發(fā)生,且第1 次與第2 次間隔30.918 s,滿足35 kV 線路384 斷路器重合閘充電時(shí)間,所以第2 次跳閘后重合閘正常啟動(dòng),因故障消失,故重合成功。

        4 暴露問(wèn)題

        該地區(qū)電網(wǎng)35 kV某變電站2次失壓,其中1條10 kV線路,其線路分段器2的后段線路實(shí)際未發(fā)生故障,變電站出口開(kāi)關(guān)電流保護(hù)跳閘重合閘成功,但線路分段器2 其得電后未正確合閘,造成了線路停電事件發(fā)生,影響了供電可靠性,需每個(gè)電力工作者,特別是電力技術(shù)人員必須思考針對(duì)性的改進(jìn)方案,不斷提高供電可靠性。

        5 整改措施

        該事件發(fā)生經(jīng)過(guò),為線路失壓后分段器失壓分閘,后線路得電分閘器合上,但在關(guān)合確認(rèn)時(shí)間范圍內(nèi),系統(tǒng)又失壓(不是因本分段器控制范圍內(nèi)故障而引起失壓),故該分段器按功能邏輯正確閉鎖了得電合閘功能。從分段器功能邏輯來(lái)說(shuō),其閉鎖合閘是正確的,但從故障點(diǎn)來(lái)說(shuō),屬于誤閉鎖。

        現(xiàn)將電壓-時(shí)間型可改為電壓電流型分段器,則分段器2 在得電合閘后設(shè)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到故障電流的情況下閉鎖分閘,便不會(huì)發(fā)生開(kāi)關(guān)控制范圍內(nèi)非故障情況下失壓分閘動(dòng)作,也就會(huì)避免了線路無(wú)故障誤閉鎖合閘的情況發(fā)生。

        電壓電流型分段器是在電壓-時(shí)間型功能基礎(chǔ)上,結(jié)合故障電流復(fù)合判據(jù)而實(shí)現(xiàn)故障隔離和非故障區(qū)的快速恢復(fù)供電,具體是在電壓-時(shí)間型分段器功能基礎(chǔ)上,增加了“無(wú)故障電流閉鎖分閘”功能,其動(dòng)作功能邏輯為:線路失壓,則分段器分閘,后線路復(fù)電,分段器得電合上,此時(shí)線路發(fā)生非故障段故障的失壓,即無(wú)故障電流通過(guò)該分段器,故該分段器閉鎖分閘,直到閉鎖分閘時(shí)限到,才重新開(kāi)啟失電分閘功能。

        電壓電流型分段器定值整定,其變電站出線斷路器、主干線分段負(fù)荷開(kāi)關(guān)及聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的整定原則與電壓-時(shí)間型相同。同時(shí),須投入分段開(kāi)關(guān)“閉鎖分閘功能”,在開(kāi)關(guān)得電合閘后設(shè)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到故障電流的情況下閉鎖分閘,并啟動(dòng)閉鎖分閘復(fù)歸時(shí)間。閉鎖分閘時(shí)間整定與電壓-時(shí)間型分段負(fù)荷開(kāi)關(guān)“關(guān)合確認(rèn)時(shí)間Y”的整定原則一致,須考慮與自動(dòng)化負(fù)荷開(kāi)關(guān)合于故障后線路斷路器可靠切除故障的時(shí)間配合。其中閉鎖分閘復(fù)歸時(shí)間須大于自動(dòng)化設(shè)備完成一個(gè)完整的動(dòng)作過(guò)程時(shí)間(即:線路斷路器保護(hù)最末段跳閘時(shí)間+沿線下級(jí)自動(dòng)化負(fù)荷開(kāi)關(guān)的關(guān)合延時(shí)時(shí)間之和+沿線下級(jí)自動(dòng)化負(fù)荷開(kāi)關(guān)合閘動(dòng)作時(shí)間之和+開(kāi)關(guān)第二次重合閘時(shí)間+考慮各個(gè)分段負(fù)荷開(kāi)關(guān)整定時(shí)間誤差、合閘延時(shí)誤差的時(shí)間裕度),分段負(fù)荷開(kāi)關(guān)檢測(cè)“故障電流”大小可按線路保護(hù)最末段相間電流保護(hù)原則整定,因負(fù)荷電流基本上小于故障電流,故一般可采用最大負(fù)荷電流。

        6 結(jié)束語(yǔ)

        分段器的運(yùn)用是新技術(shù),在實(shí)際應(yīng)用中要求現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員、繼電保護(hù)整定計(jì)算人員對(duì)該技術(shù)熟練掌握,關(guān)注運(yùn)行發(fā)生的問(wèn)題,積極分析,采用現(xiàn)有技術(shù)條件,完成整改,這樣才能不斷提高人員技術(shù)水平,并使設(shè)備有效發(fā)揮作用。

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