３２ 甘肃电力技术 一起３ ５ｋＶ线路保护跳闸原因分析 吕桓何郁张大伟 （国网甘肃省电力公司白银供电公司 甘肃省白银市 ７ ３０９００） 【摘要】 毋庸置疑，继电保护在电网的安全稳定运行中起着极其重要的作用。目前，在电力系统中继电 保护装置发生误动，多数都是由于保护装置存在问题或人为因素造成的。针对现状，该文就一起３５ｋＶ线路 保护误动情况进行详细分析，查找设备及人员存在问题，探讨提高保护装置正确动作应当采取的有效措施。 【关键词】距离保护 电压波动动作 ０ 引言 近年来，随着社会和国民经济的快速发展，国 家和电力行业对电网安全稳定运行的要求越来越 次回路并列运行。 １．２故障前负荷情况 ３５１ １无负荷；３５１２负荷７４Ａ；３５１３负荷４７Ａ； ３５１５负荷１７３Ａ；３５１６负荷１６Ａ。 高。而要保证电网的安全稳定正常运行，继电保护 的选择性、速动性、灵敏性和可靠性的良好配合显 ２故障现象及相关检查 ２．１ 故障现象 当日ｌ７时１７分，运行人员发现３５１４、３５１６发 得越来越重要。保证继电保护装置正确动作、电网 安全稳定运行是电力行业一直追求和坚守的根本 目标。该文就一起３５ｋＶ线路保护误动情况进行详 细分析，查找设备及人员存在问题，探讨研究如何 出“低气压报警”、“刀闸变位”等信号；检查后台 提高保护装置正确动作应采取的措施。 系统信号，后台监控系统发出３５１６间隔“刀闸变位”、 “低气压闭锁”、“３５００刀闸变位”信号；３５１３、３５１５ 间隔发出“距离一段保护动作”、“重合闸动作”等 信号。 １ 故障前运行方式和负荷情况 １ １０ｋＶ ＸＸ变电站是一所综合自动化无人值守 变电站。变电站有三个电压等级，分别是１１０ｋＶ、 ２．２相关检查 故障发生后，检修人员立即组织故障信息统计 和相关设备装置的检查。检查发现１７时１６分，３５１３、 ３５１５ ＲＣＳ一９６１５Ｃ型线路保护距离一段保护动作出口， 重合闸动作成功。随即检查保护装置，保护装置面 ３５ｋＶ和１０ｋＶ，各个电压等级母线均采用单母线分 段接线方式，主要供本地区的民用、工业和农灌负 荷。 １．１故障前运行方式 １１１８供１１０ｋＶ Ｉ段母线带１号主变，１ｌ１１热备 用；ｌ１０ｋＶ ＩＩ段母线、２号主变及ｌ１００母联检修； ３５０１供３５ｋＶ Ｉ段母线带３５１１、３５１２、３５１３线路运 板显示距离一段动作，重合闸动作，重合闸灯亮、 保护动作灯亮，开关在合位。调取保护装置及后台 故障信息、故障录波图，与保护面板显示的内容一 致。检查所有一次设备运行状况正常。 查看故障录波装置报文发现：当日ｌ７时１６分 行，并经３５００供３５ｋＶ ＩＩ段母线带３５１４、３５１５、３５１６ 线路运行；１０１供１０ｋＶ Ｉ段母线带１１７电容器组一， 并经１００母联供１０ｋＶ ＩＩ段母线带１１８电容器组二、 １２２ ＩＩ号所用变运行。ｌ１７电容器组一、ｌ１８电容器 组二热备用，３５１４热备用； １号、２号所用低压侧 Ｏ４秒５４３毫秒，３５１３距离一段保护动作，经ｌ１１６ 毫秒重合闸动作；１７时ｌ６分０４秒５４９毫秒，３５１５ 距离一段保护动作，经１ｌｌ２毫秒重合闸动作。 分段运行，３５ｋＶ Ｉ段ＰＴ投运，３５ｋＶ电压互感器二 ３原因分析及存在问题 一起３５ｋＶ线路保护跳闸原因分析 ３３ ３．１故障原因分析 ３５ｋＶ两条线路同时跳闸，最大可能是两条线路 的不同相同时接地，造成两相接地短路。检查该站 ３５ｋＶ系统在故障前后无任何接地信号，且发生两相 接地短路应该是过流保护动作，而不应该是相间距 离保护动作。故不存在两相接地短路。 ３５１３、３５１５保护动作后，查看调取的故障录波 图形，故障前，电流没有发生突然变化；故障后在 断路器重合时，出现半个周波的电流突变，逐渐衰 减，表明是所带线路３５１３、３５１５投入时的涌流。电 压波形：８３毫秒前无电压波形，８３毫秒后出现对称 的电压波形；持续１４００毫秒，电压波形同时消失； 持续１０８０毫秒，再次出现对称的电压波形。在电压 波形消失后，保护装置判别为该线路三相短路故障， 距离一段保护动作出口，断路器跳闸。 将录波报告数据发回厂家研发人员，经波形剖 析确认，电流比较稳定（３５１３负荷电流４７Ａ，折算 Ｎ－－次值（４００／５）为０．５９Ａ；３５１５负荷电流１７３Ａ， 折算到二次值（６００／５）为１．４４Ａ；电流没有突变， 排除电流启动的可能性。从主变中后备、测控装置 及后台信息综合分析，故障前电压正常，低周保护 充电正常，功能投入；经厂家研发人员对录波图电 压波形分析，电压曾出现间断，在电压从无到有、 从有到无的过程中，ｕ旭电压在过零点后，保护装置 开始计算频率，此时满足低频启动条件，引起保护 整组启动，保护程序进入故障判别程序，接着ＰＴ二 次三相电压失压，３５１３、３５１５负荷电流满足装置有 流判别条件（有流门槛值为０．０６Ｉ ，０．３Ａ），造成距 离Ｉ段出口。电压波形同时消失，且持续１０８０毫秒， 装置ＰＴ断线／失压判别时限装置内部固定为１０秒， 此时不能闭锁距离保护。现场调取其它间隔同一时 刻保护信息，发现投入低周减载功能有３５１１、３５１２、 ３５１３、３５１４、３５１５保护装置（只有低周投入后，方 可由频率启动保护装置），其中３５１１、３５１３、３５１４、 ３５１５保护均启动，３５１２没有启动。当时３５１ｌ没有 负荷，３５１４在热备用状态，不满足装置有流判别条 件；３５１６未投低频减载功能，保护装置未启动；故 三条线路距离保护均未动作。３５１２未启动，经与厂 家研发沟通，因保护装置彼此之间仍存在一定差异， 是采样不同步造成３５１２保护装置未启动。 对于ＲＣＳ一９６１５Ｃ型保护频率启动须同时满足以 下条件： （１）采样时线电压大于低压整定值。 （２）频率采样小于频率整定值。 （３）故障前电压、频率正常，低周保护充电正 常，在投入状态。 原ＲＣＳ一９６１５Ｃ型保护只要满足频率启动、电流 启动其中任一条件，均进入所有故障判别程序。南 瑞继保新型ＰＣＳ系列保护频率启动后之仅进入低周 保护故障判别，在电流启动后则进入距离、过流保 护故障判别，其保护功能相对而言更加正确完备。 ３．２暴露出的问题 通过以上检查分析，结合现场实际情况，最终 确定引起保护动作直接原因，是当天３５ｋＶ设备区有 土建工作，在工作过程中的一些机械震动造成电压 互感器刀闸辅助触点抖动，该抖动触点间接触电阻 增大，两端电压分压增高，导致串联在该回路中电 压切换继电器（ＹＱＪ）线圈两端分压降低，造成电压 并列装置继电器出现动作／返回、接点抖动，引起 ３５ｋＶ Ｉ、ＩＩ段ＰＴ二次电压波动，最终导致３５ｋＶ线 路保护启动、动作；切换继电器接点抖动时因接触 不良引起触点接触面起弧，致使在电压量中含各类 谐波并引起频率变化，造成频率启动。 而国电南瑞生产的ＲＣＳ－９６１５Ｃ保护装置在ＰＴ二 次电压消失后，不能及时闭锁距离保护（有启动量）， 这一点虽能满足继电保护速动性，但不能满足可靠 性要求，其保护功能的不完善，是造成此次线路跳 闸的又一因素。 经与北京四方、国电南白研发沟通，现在网运 行３５ｋＶ ＣＳＣ－２１２（四方）、ＰＳＬ－６４２Ｕ（南自）距离保 护，在保护装置启动及失压闭锁功能方面，均存在 这种类似问题。这样在系统电压波动或电压互感器 二次失压后都极有可能引起距离保护的误动。 ４防范及整改措施 ４．１增强保护功能 要从根本上解决问题，必须由保护装置厂方完 善保护装置功能。南瑞继保新型ＰＣＳ系列保护频率 启动后之仅进入低周保护故障判别，在电流启动后 则进入距离、过流保护故障判别，这种启动故障判 别方式更加科学合理。目前，由于对３５ｋＶ及以下保 护装置的重要性认识不足，在其软硬件方面功能完 善不够及时，存在的问题相应较多；而在实际电网 运行中发挥重要作用的恰恰是数量众多的中低压保 一起３５ｋＶ线路保护跳闸原因分析 护装置。现有保护装置虽然有流判别条件，但仅可 效防止ＰＴ二次失压时装置误动，彻底解决现有设备 以有效实现系统失压闭锁功能，对ＰＴ二次失压闭锁 已经发现的存在问题。 功能现对较弱；因此保护装置要在程序设计上增强 对于现已投运的ＲＣＳ一９６１５Ｃ型保护，目前可以 距离保护的ＰＴ二次失压闭锁功能，即在判线路三相 采取的有效措施是退出其低频减载功能，在变电站 短路故障时，同步判别电流量的突增，这将实现有 增加低频减载装置。 图１ ３５ｋＶ ＰＴ并列装置控制回路图 ４．２完善技术要求 起设备异常或故障。 重新修订保护及其自动化设备检验项目，规范 总之，要保证继电保护装置正确动作，不仅要 二次人员对设备的试验，确保设备试验项目齐全， 持续完善保护装置功能，而且要有精心的维护和正 功能理解透彻。增加保护及其自动化设备特殊检验 确的使用。只有不断发现问题、解决问题，才能够 项目，验证ＰＴ失压时的保护动作特性，尤其是距离、 确保电网的安全稳定正常运行，提高对用户供电的 电流和低周保护等。并在今后二次设备招标中，将 可靠性。 距离、电流、低周保护启动量分别启动相应故障判 别功能，在招标技术规范书中提出明确要求。 参考文献 ４．３加强施工管理 １ 电力系统继电保护原理与实用技术． 变电站土建旖工，电气安装，设备拆除等工作 ２电力系统继电保护实用技术问答． 要全面深入做好危险点分析、预防工作，做到交底 ３ ＲＣＳ－９６１５Ｃ系列保护测控装置技术和使用说明书 到位和工作监护到位。认真吸取本此教训，采取可 靠的防震动措施做好设备防护，避免因震动过大引 收稿日期：２０１４—９—１５
