维普资讯 http://www.cqvip.com 箜 鲞箜 塑 ２００７年４月 湖 北 电 力 ＶＯＦｌ＿３１№２ ｅｂ．２００７ 一次电网事故的继电保护动作分析 刘敏，徐恨林 ４３７１００） （湖北成宁供电公司，湖北成宁［摘 要］ ２２０ ｋＶ变电站１１０ ｋＶ出线由于树障，引起一系列保护装置动作跳闸，造成变电站１１０ ｋＶ母线失压。针对此次事故就保护动作情况进行分析，并对开关保护越级跳闸误动原因提出整定值的 管理及开关机构维护的整改意见。 ［关键词］ 电网事故；微机保护；继电保护 ［中图分类号］ＴＭ７１１：ＴＭ７７２ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００６—３９８６（２００７）０２－００１０－０２ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｒｅｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ Ａｃｃｉｄｅｎｔ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ ＬＩＵ Ｍｉｎ．ＸＵ Ｈｅｎ．１ｉｎ （Ｘｉａｎｎｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｉａｎｎｉｎｇ ４３７ １ ００，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｏｎ ｔｈｅ １ １ ０ ｋＶ ｏｕｔｇｏｉｎｇ ｆｅｅｄｅｒ ｏｆ ２２０ ｋＶ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅ ｏｃｃｕ￣ｅｄ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｒｅｌａｙ ａｃｔ ｔｒｉｐ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｒｅｅ ｆａｕｌｔ．ｗｈｉｃｈ ｃｒｅａｔｅｄ １ １０ ｋＶ ｂｕｓ ｌｏｓｓ—ｏｆ—ｖｏｈａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ．Ａｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｅｔｔｉｎｇ ｒａｌｕｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａ— ｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｇａｉｎｓｔ ｔｈｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｆａｕｈ ｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｔｉｐ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｒｏｎ ｗｅｒｅ ｐｒｏ— ｐｏｓｅｄ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ａｃｃｉｄｅｎｔ；ｍｉｃｒｏ—ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ 行，Ａ变１号主变．２７开关供１１０ ｋＶ ３号母线，２２、 ２３、３３、２５、２８开关运行于３号母线；Ｇ变０７开关经 Ａ变３０开关送电至Ａ变】１０ ｋＶ ４号母线；Ａ变１ １０ １ 事故概况 ２００６年１ １月１】日９时５２分，２２０ ｋＶＡ变电站 １号主变中压１１０ ｋＶ侧２７开关零序电压闭锁启 动、零序方向过流Ⅱ段保护动作跳闸，１１０ ｋＶ ３号母 线失压，同时２２０ ｋＶＡ变电站的１１０ ｋＶ出线相连的 下级Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ ４座１１０ ｋＶ变电站全站失压。 Ｇ ｋＶ母联３１开关热备用。Ｂ变、ｃ变环网运行。Ｅ变 ０５开关作为Ｄ变及Ｆ变备用。 ３事故处理过程 １０时０２分，Ａ变向调度汇报“９时５２分，Ａ变１ 号主变１１０ ｋＶ侧２７开关零序电压闭锁启动、零序 方向过流Ⅱ段保护动作跳闸，１１０ ｋＶ出线开关均无 跳闸”。 １０时０４分，Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ变向调度汇报“Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ 变１１０ ｋＶ开关均无跳闸”； １０时１２分，Ａ变向调度汇报“录波显示１０时 ０７分２８开关线路Ｃ相接地，故障点距离Ａ变Ｉ８．９７ 公里处”； 图１ １０时１２分，调度通知Ａ变“断开２８开关”； １０时１２分，调度通知Ｂ变“断开０２开关”； ２事故前运行方式 如图１所示：事故前，Ａ变１ １ ０ ｋＶ母线分列运 ［收稿日期］２００６—１２—１４ ［作者简介］ 刘・１０时１２分，Ａ变向调度汇报“２８开关已断开”； １０时１３分，Ｂ变向调度汇报“０２开关已断开”； １０时ｌ７分，调度通知Ａ变“合上２７开关”； １０时１９分，Ａ变向调度汇报“２７开关已合上”； １１时０２分，线路维护班向调度汇报“Ａ变２８ 敏（１９７０一），男，湖北咸宁人，工程师。 １０・ 维普资讯 http://www.cqvip.com Ｖｏ１．３１ Ｎｏ２ Ｆｅｂ．２００７ 湖 北 电 力 箜 鲞箜 塑 ２００７年４月 开关线路故障已查明，有一棵树倒在线路上，现已处 理好，线路可以送电”； 调取２５开关和２８开关两条线路的ＰＳＬ６２１Ｃ保 护装置报文，发现２５开关线路和２８开关线路Ｃ相 １１时０３分，调度通知Ａ变“合上２８开关”； １１时０４分，Ａ变向调度汇报“２８开关已合上”； １ １时０４分，调度通知Ｂ变“合上０２开关”； １１时０５分，Ｂ变向调度汇报“０２开关机构故障 合不上，正在检修”； １１时３０分，Ｂ变向调度汇报“０２开关机构故障 都有故障电流，但有所差别，２５开关线路故障电流 要大于２８开关线路故障电流，使用Ｐｓ系列数字式 保护调试分析软件查看两条线路故障文件中的标志 集，２８开关线路零序ＣＰＵ中电流采样值都超过了，ｎ Ⅲ和，ｎⅣ整定值２．０ Ａ，２５开关线路零序ＣＰＵ中电 流采样值都没有超过，ｎⅢ和，ｎⅣ整定值２．０ Ａ。 处理完毕，０２开关已合上”。恢复正常运行方式。 ４保护动作分析 （１）保护配置及零序定值如图２所示。 Ａ变 Ｂ变 ｃ变 Ａ变 ０２．Ｏ１ Ｏ１．Ｏ２ ２５． 图２保护配置及零序定值 （２）１１０ ｋＶ开关保护行为分析 Ａ变电站１号主变中压侧后备保护Ｉ、后备保 护Ⅱ的中压零序电压闭锁零序方向过流Ⅱ段一时限 出口动作，跳开２７开关，动作时零序电流二次值 ５．０３ Ａ。 调用ＣＳＴ．２３１ Ｂ和ＣＳＴ．２３３Ｂ主变保护装置 ＣＰＵ３内的故障信息，可查得故障电压、故障电流、 自产零序电压、自产零序电流、外接零序电压、外接 零序电流以及零序电压与零序电流之间的夹角，故 障时３ 与３，ｎ之间的夹角在动作区内，由图３、图４ 得知，２７开关保护行为是正确的。 ３汴 ／－９９ ￣ ＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩ Ｊｌｌ６ 图３ 零压闭锁零流方向元件动作特性 ● ．图４故障时零序电流零序电压方向 （３）Ａ变电站２８开关微机录波图分析 录波文件表明，２００６年１１月１１日０９：５３，线路 发生接地故障。在保护启动后１ ３８３ ｍｓ内零序电 流大于零序Ⅲ段电流定值２Ａ且一直为正方向（零 序Ⅳ段电流定值和零序Ⅲ段电流定值相同），而在 １ ３８３ ｍｓ～１ ３８７ ｍｓ期间零序电流为１．９９７ Ａ小于 零序Ⅲ段电流定值：此时零序Ⅲ段继电器返回，重新 开始记时。在１ ３８７ ｍｓ～２ ６７３ ｍｓ期间零序电流大 于零序Ⅲ段电流定值，没有达到零序Ⅲ段时间２．４ ｓ；在２ ６５９ ｍｓ时刻零序方向元件由于零序电压较 小，零序方向元件无法准确判别方向。综上所述，Ａ 变２８开关零序保护不可能动作。 （４）保护动作评价 这是一次特殊故障，造成越级跳闸。从以上分 析可以得出结论：故障时，Ａ变电站２８保护装置、１ 号主变中压侧后备保护动作行为正确。 ５开关机构故障分析 Ｂ变电站０２开关由于辅助开关切换不到位，开 关分闸后绿灯不亮。以前就已经出现过这种情况， 运行人员认为不影响跳闸回路，设备带缺陷运行，导 致在本次事故中断开开关后合不上，延误了恢复供 电的时间。 ６反事故措施 根据这次故障现象（一次很普通的树障），继电 保护装置动作行为正确，但事故影响很大，导致四个 变电站停电，为避免此类事故再次发生，可采取以下 方式： （１）从定值上避免。出线开关的线路零序，ｎⅢ 保护整定值为２．０ Ａ、２．４ ｓ，主变中压侧后备保护零 序，ｎⅡ整定值为２．２ Ａ、２．８ ｓ。很显然，在正常运行 方式下，即开环运行时，保护配合是合理的。但在运 行方式已经改变，即环网运行时，保护的配合有问 题。此次故障时，高阻接地，在线路的零序保护三段 （下转第１４页） ．１ １． 维普资讯 http://www.cqvip.com 箜 鲞箜 塑 ２００７年４月 湖 北 电 力 低压对地：３ ｋＶ １ ｍｉｎ 高压对地：３９．６ ｋＶ １ ｍｉｎ ＶｏＦ１．３１№２ ｅｂ．２００７ 厶 ３试验接线图 高压导线 图１ 理想串联谐振回路图 ｌ Ｌｏ＝ ｌ Ｃ 一（２×３．１４×５０） ×０．００５×１０一 一 ２ ０２８．５ Ｈ ２ 工频谐振装置验收测试技术参数 （１）实际额定电感量 由于谐振系统的损耗，实现工频谐振装置后测 交 得的额定电感量为１ ９２０ Ｈ。 （２）线圈对地绝缘电阻大于１０４ ＭＱ。 图２升压试验接线图 （３）电感线圈直流电阻为４ ３００ Ｑ。 （４）最高输出电流１ Ａ。 （５）励磁变压器测试技术参数。 额定容量：１５ ｋＶＡ； 输入电压：交流５０ Ｈｚ，４００ Ｖ； 输出电压：３６ ｋＶ，２０ ｋＶ，１０ ｋＶ共３档； 空载损耗：２７０ Ｗ； 交流耐压试验： ４ 结语 该装置研制完成后，先后在荆门热电厂、襄樊电 厂、葛洲坝换流站、５００ ｋＶ恩施变电站等５００ ｋＶ ＣＶＴ的误差校验中，取得了令人满意的效果。为国 内大量的５００ ｋＶ ＣＶＴ现场误差校验提供了新的途 径，由于工作效率提高，社会和经济效益显著。 （上接第１１页） 护装置运行整定规程》（ＤＬ／Ｔ ５８４—１９９５）２．３．２条 规定：在构成环网运行的线路中，允许设置预定的一 个解列点或一回解列线路，适当牺牲部分选择性。 建议：将Ｂ变电站０ｌ开关或Ｃ变电站０ｌ开关设置 ，ｎⅢ没有达到定值的情况下，主变后备保护零序，０ Ⅱ达到了定值，出口跳闸，扩大了事故。建议：在合 环运行时，主变中压侧后备保护零序，ｎⅡ整定值应 考虑到故障时环网线路的分流，所以应该整定为 ４．４ Ａ、２．８ ｓ。 为解列点，一有故障，首先在解列点解环。 （２）从运行方式上避免。合理的电网结构是电 力系统安全稳定运行的基础，继电保护装置能否发 ７ 小结 通过此次电网事故的继电保护动作分析，总结 出如下经验教训： （１）加强继电保护整定的管理。微机保护整定 挥积极作用，与电网结构及电力设备的布置是否合 理有密切关系，必须把它们作为一个有机整体统筹 考虑。全面安排。对严重影响继电保护装置保护性 能的电网结构和电力设备的布置，应限制使用，根据 ＤＬ／Ｔ ５８４—１９９５《３—１１０ ｋＶ电网继电保护装置运 工作是一项细致和认真的工作，对于定值单中的每 一个项目都要准确计算认真复核，确保不能出错。 （２）加强对开关机构的维护工作，及时处理缺 特别是运行方式改变时，必须复核保护定值。 陷。运行人员一定要有忧患意识，任何细小的缺陷 都有可能导致事故，一定要积极要求修试部门及时 处理缺陷。 行整定规程》３．１．１条规定：采用开环运行的方式 满足继电保护对电网接线和调度运行的配合要求。 建议：开环运行，作为补充，在Ｂ变电站或Ｃ变电站 装设备自投自动装置。 （３）考虑解环点。根据《３～１１０ ｋＶ电网继电保 ・ｌ４・
