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浅析小电源系统对重合闸保护的影响及整改措施*

2012-08-10丰志财

长沙大学学报 2012年5期
关键词:西河负序重合

丰志财,马 周

(昌吉电业局变电检修工区,新疆 昌吉 831100)

随着电网迅速发展,人们对电能质量要求越来越高,尤其对供电可靠性的要求.为了提高供电可靠性,每条线路保护都配备了重合闸保护,以减少瞬时故障对电网可靠性的影响.而现在很多变电站都有小电源系统,对小电源处理不好[1],有可能对重合保护产生拒动影响,对电网稳定可靠运行影响极大,下面就是我局一起小电源对线路重合闸拒动影响.

1 故障经过

2008年8月23日21时45分我局110千伏塔西河变110千伏丰塔线B相接地故障,纵联零序出口,跳开了丰塔线两侧断路器.塔西河变110千伏丰塔线重合闸功能在投入状态,重合闸未成功,造成110千伏塔西河变电站全站失压.

2 运行方式介绍

大丰变:110千伏丰塔线在I母运行,塔西河变:110千伏丰塔线I母运行,35千伏塔二线在35千伏I母母线上运行,110千伏塔西河变为单电源供电,35千伏塔二线为小电源系统.

图1 变电站系统运行方式

3 丰塔线动作分析

110千伏塔西河变丰塔线保护动作情况.110千伏丰塔线塔侧保护装置动作报文:

2毫秒丰塔线保护启动

16毫秒丰塔线纵联零序停信

34毫秒丰塔线纵联零序出口3I0=1.805 A

丰塔线保护装置测距L=53.75 km

(1)纵联保护动作分析:纵联保护2毫秒保护启动,16毫秒停信,同时收不到对侧闭锁信号,所以34毫秒纵联零序出口,纵联零序保护动作正确.

(2)重合闸动作分析:重合闸定值逻辑为检线路无压母线无压投入.其中有压定值为 U>0.7Un,无压定值 U<0.3Un,其中Un=100V(二次电压).重合闸延时定值为:TCH=1S.

丰塔线纵联保护出口后,丰塔线两侧断路器均跳闸,丰塔线塔侧重合闸满足检线路无压的条件,但是塔西河站小电源35千伏塔二线未跳闸,塔二线所连接的塔西河一级水电站、团结水电站、清水河水电站各机组仍在运行状态.丰塔线重合闸虽然检线路无压条件满足,但是检母线无压条件不满足,重合闸不出口.随后,丰塔线丰侧断路器在4.9秒后重合成功,塔侧重合闸检线路无压条件也不满足了.故塔侧重合闸不会出口.

以下是塔西河变电站故障录播装置录波数字信息(此装置故障时刻的报文可以反映出电压变化):

21:45:37.035时刻110千伏侧1母电压

Uab=107.608 Ubc=105.608 Uca=104.608 U2=2.456(负序)

21:45:37.035时刻110千伏丰塔线电流

Ia=0.215 Ib=0.225 Ic=0.252 I0=0.026(负序)

21:45:37.135时刻110千伏侧1母的电压

Uab=99.472 Ubc=26.565 Uca=104.608 U2=14.585(负序)

21:45:37.135时刻110千伏丰塔线电流

Ia=0.225 Ib=1.225 Ic=0.215 I0=1.026(负序)

21:45:39.780时刻110千伏侧1母电压

110 千伏侧 Uab=52.245 Ubc=57.407 Uca=51.790 U2=5.740(负序)

21:45:39.780时刻110千伏丰塔线电流

Ia=0.004 Ib=0.005 Ic=0.003 I0=0.006(负序)

21:45:42.754时刻110千伏侧1母电压

110 千伏侧 Uab=15,620 Ubc=16.214 Uca=13.456 U2=1.569(负序)

21:45:42.754时刻110千伏丰塔线电流

Ia=0.004 Ib=0.005 Ic=0.003 I0=0.006(负序)

从以上故障数据可以看出,110千伏侧母线电压从故障时刻的21:45:378到21:45:41.754的4秒钟内里系统电压没有降低到0.3Un以下,重合闸检母线无压条件不满足.所以塔侧重合不出口行为符合逻辑.

为了解决塔西河变小电源造成变电站失压问题,我们提出几点解决方案.

(1)完善110千伏丰塔线跳闸联跳35千伏塔二线小电源功能[2],使35千伏塔二线小电源在110千伏丰塔线跳闸同时被切除.此方案优点:线路瞬时故障时能在最短时间内快速安全重合,有利于电网设备安全稳定运行.此方案缺点:只要110千伏丰塔线一有故障,35千伏塔二线必被切除,必须延迟较长时间通过人工遥控或者就地操作进行送电.

(2)延长重合闸延时整定时间[3],将重合闸时间延长至0.45秒,使重合闸延时躲过塔西河变110千伏母线电压下降至0.3Un以下的时间,此方案优点:110千伏丰塔线瞬时故障时,塔二线不会被频繁切除,提高了35千伏塔二线供电可靠性.此方案缺点:当线路瞬时故障时保护不能快速重合,需要经过4~5秒延时才能恢复送电,不利于电网稳定运行.

(3)更改110千伏丰塔线检线路无压母线无压控制字,将控制字改为“重合闸不检”功能.此方案优点:线路瞬时故障时能在较短时间内有效重合.此方案缺点:当110千伏丰塔线线路故障时大丰侧保护装置未动作,断路器未跳开,110千伏丰塔线塔西河侧保护动作跳开本侧断路器,一旦“重合闸不检”功能投入,将会导致双电源非同期合闸,造成的后果轻则断路器触头绝缘下降,重则断路器爆炸,严重影响电网稳定运行.

经过仔细斟酌,我们首先采用第一种方案,完善110千伏丰塔线跳闸联跳35千伏塔二线小电源功能,在2011年6月13日11时11分,110千伏丰塔线再次发生B相故障,重合闸仍未动作,具体动作报文如下:

4毫秒丰塔线保护启动

18毫秒丰塔线纵联保护停信

34毫秒 丰塔线纵联距离出口 X=1.445Ω R=3.875Ω B相

110千伏丰塔线保护装置纵联距离出口动作后联切35千伏塔二线断路器动作,站内故障录波器波形数据如下:

11:51:59.973时刻110千伏侧1母电压

Uab=106.604 Ubc=104.605 Uca=108.205 U2=1.456(负序)

11:51:59.973时刻110千伏丰塔线电流

Ia=0.315 Ib=0.315 Ic=0.312 I0=0.026(负序)

11:52:00.273时刻110千伏侧1母的电压

Uab100.472 Ubc=23.565 Uca=104.608 U2=12.585(负序)

11:52:00.273时刻110千伏丰塔线电流

Ia=0.325 Ib=1.625 Ic=0.315 I0=1.125(负序)

11:52:01.371时刻110千伏侧1母电压

110 千伏侧 Uab=53.245 Ubc=55.407 Uca=52.790 U2=4.740(负序)

11:52:01.371时刻110千伏丰塔线电流

Ia=0.004 Ib=0.005 Ic=0.003 I0=0.006(负序)

11:52:01.971时刻110千伏侧1母电压

110 千伏侧 Uab=14,620 Ubc=12.214 Uca=11.456 U2=1.569(负序)

11:52:01.971时刻110千伏丰塔线电流

Ia=0.004 Ib=0.005 Ic=0.003 I0=0.006(负序)

从故障录波数据上可以看出在110千伏丰塔线跳闸50毫秒,联切35千伏塔二线小电源后,110千伏母线电压仍持续2000毫秒,说明站内仍有未知小电源存在,给110千伏母线反送2000毫秒残压,使重合闸不满足动作条件,故重合闸不动作.由于不清楚还有哪些用户可能存在小电源反送(用户未调度上报,无法查出),导致不能准确通过联切功能切除小电源,因此我们采用第一种方案与第二种方案相结和方法,将联切35千伏塔二线小电源继续投入,然后将丰塔线重合闸延时整定时间整定为2.3秒,确保丰塔线重合延时躲过110千伏母线2000毫秒残压时间,之后丰塔线在运行过程中,出现线路瞬时接地故障时,都能正确重合,使塔西河变电站不失压.

4 结束语

重合闸功能是保障变电站电网可靠运行重要措施之一,而变电站内小电源处理对于重合闸保护至关重要,本文通过我局对变电站带小电源系统的重合闸线路采取措施,来防止重合闸拒动导致变电站失压,有很好的指导意义,希望能为其他类似线路带来一些参照.

[1]杨香泽.变电检修[M].北京:中国电力出版社,2006.

[2]刘万顺.电力系统故障分析[M].北京:中国电力出版社,2006.

[3]中华人民共和国电力工业部.DL/T 584-2007 3~110kV电网继电保护装置运行整定规程[S].北京:中国电力出版社,1995.

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