刘立卿 张辉 蔡妮
（国网陕西省电力公司西安供电公司 陕西西安 710001）
摘要：针对330kV某变电站线路保护闭锁导致故障越级事件进行简述，详细分析故障越级过程中相关保护系统的动作行为，指出该站线路保护装置在双AD采样不一致时，判定CT电流品质异常并闭锁保护的判据不合理，存在保护拒动的隐患。提出通过采用提高固定门槛，同时增设浮动门槛的改进方案。现场试验证明，采用上述改进措施，可以消除故障情况下由于CT电流品质异常导致保护拒动的隐患。
关键词：线路保护；双AD；门槛值
引言
本文针对110kV盛亚Ⅱ线路发生接地故障，330kV某变电站110kV线路保护由于双AD采样门槛设置不合理，使得双AD采样不一致，引起电流互感器电流品质异常并闭锁线路保护，导致该站110kV母线失压情况进行介绍。分析研究相关线路保护的动作过程并提出改进措施，从而消除其存在的拒动隐患。
1故障过程简述
1.1故障前的运行方式
故障前该站110kV母线运行方式如下：
110kV Ⅰ母带1101、盛电Ⅰ、盛装Ⅰ、盛惠Ⅰ、盛河Ⅰ；110kV Ⅱ母带1102、盛严、盛青、盛高、盛亚Ⅰ；110kV Ⅲ母带1103、盛祥、盛索、盛电Ⅱ、盛河Ⅱ、盛惠Ⅱ、盛装Ⅱ、盛亚Ⅱ；110kV Ⅳ母检修；2111母联开关、3111分段开关运行；4113母联开关、4112分段开关冷备用。
由于该供电区110kV网架不成熟，受制于110kV变电站多级串供、部分用户高可靠性供电要求并列运行等因素，110kV环网不具备解环条件。事故前该供电区共运行110kV环网3个，其中110kV Ⅰ、Ⅲ母之间运行110kV环网两个，分别是盛惠Ⅰ、盛惠Ⅱ环网，盛河Ⅰ、盛河Ⅱ环网；110kV Ⅱ、Ⅲ母之间运行110kV环网1个，即盛青、盛索环网。
1.2保护系统动作情况
11：45：30，盛亚Ⅱ线差动保护、接地距离Ⅰ段保护动作，开关跳闸，重合成功，但重合于故障线路，此时线路保护未动作；同时，1号、2号、3号主变中压侧零序过流Ⅰ段保护动作，1号主变1101、2111、3111开关跳闸，2号主变中后备保护返回，3号主变1103、3111开关跳闸。
11：45：35，盛亚Ⅱ线差动保护、接地距离Ⅰ段保护动作，开关跳闸。
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2故障原因分析及改进措施
盛亚Ⅱ线路保护WXH-813B/G装置在线路故障发生时刻差动保护动作正确，跳开开关，隔离故障。但是同时保护判断双AD采样不一致，引起CT品质异常闭锁告警，导致WXH-813B/G线路保护装置闭锁。盛亚Ⅱ线开关跳开后1.2S重合，此时，该CT品质异常闭锁保护功能尚未复归，保护装置重合于故障时，线路保护仍然闭锁。故障电流消失超过1.2S线路保护依然未能解除保护闭锁状态，保护闭锁复归时间过长，导致盛亚Ⅱ开关持续提供短路电流，同时由于其保护闭锁，未能启动母线失灵保护。
330kV某变电站110kV Ⅰ母、Ⅱ母、Ⅲ母合环运行，Ⅳ母检修。1号、2号、3号主变均向故障点提供短路电流，三台主变保护全部启动，并且中压侧后备保护零序过流Ⅰ段1时限动作，跳开110kV Ⅰ母、Ⅱ母、Ⅲ母之间的联络开关：母联开关2111、分段开关3111。此时3号主变经110kV Ⅲ母向故障点提供短路电流，1号、2号主变经环网向故障点提供短路电流，并使环网对侧线路保护满足接地距离保护动作条件。
母线之间的联络开关跳开后，盛亚Ⅱ、1103开关运行于该站110kV Ⅲ母，3号主变通过1103开关仍可以向故障点提供短路电流并超过零序过流Ⅰ段定值，因此3号主变中压侧后备保护零序过流Ⅰ段2时限动作，跳开1103开关。1号主变通过环网向盛亚Ⅱ线的故障点提供短路电流，导致环网上的惠盛Ⅱ、曹河Ⅱ、电盛Ⅱ几乎与1101同时跳闸，使得110kV Ⅰ母失电。在2111开关跳开后，2号主变通过环网向盛亚Ⅱ线的故障点提供短路电流，此时索盛线路保护的零序保护、接地距离保护动作，导致环网上的索盛开关跳闸，中压侧零序电流下降至二次电流1.149A，而中压侧后备保护零序过流Ⅰ段定值为1.81A，故2时限未动作，2号主变1102开关未跳闸。
1号主变1101开关跳开后、110kV Ⅰ母失压，使得后期惠盛Ⅱ、曹河Ⅱ开关经过延时后重合成功。至此，故障点的电源暂时全部切除，但故障点仍未正确隔离。盛亚Ⅱ线路保护WXH-813B/G装置距离故障起始4000mS时CT品质异常告警复归。由于110kV Ⅱ母未失压，索盛开关在跳开后经过延时，距故障起始时间4667mS重合于盛亚Ⅱ线的故障点，重合失败，4776mS距离加速跳闸。盛亚Ⅱ线路保护距故障起始时间4595mS差动保护闭锁变位为复归状态，4753mS差动保护动作，此时差动、接地距离正常动作，跳开盛亚Ⅱ开关。至此真正隔离了故障点。
造成本次失压事件的根源在于110kV盛亚Ⅱ线路保护闭锁，引起闭锁的原因为许继电气WXH-813B/G线路保护在双AD采样不一致时判CT电流品质异常同时闭锁保护，但此判据不合理。经过试验，保护电流为双路AD采样，相互比较幅值差二次电流大于0.15A时，引起CT电流品质异常并闭锁保护，此门槛值为固定值，属厂家内部门槛值配置不合理。故障时，二次电流达到了35A以上，而门槛值仅为0.15A，为二次电流的4‰左右，对于电子式互感器双AD采样而言过于苛刻。同时，盛亚Ⅱ开关合并单元存在直连链路至110kV Ⅲ、Ⅳ母母线保护，但该保护并未闭锁。由此可以推论，许继电气WXH-813B/G线路保护双AD采样的固定门槛值判据不合理，造成故障时保护错误闭锁，进而引起该站110kV Ⅰ、Ⅲ母失压。
通过对许继电气WXH-813B/G保护装置进行升级，将原先的0.15A固定门槛值改为固定门槛0.75A+浮动门槛值，升级后，进行装置内部双AD采样门槛值校验并模拟线路故障试验。试验验证，升级后的保护装置可以在故障情况下避免CT电流品质异常保护拒动的问题。计划对本次故障涉及的WXH-813B/G型110kV线路保护共10条进行配置文件CID设置，将双AD采样品质异常判据门槛值提高至二次电流0.75A以解决保护异常闭锁隐患，同时进行软件版本升级，将NP Ⅰ通讯驱动程序由V1.61及以下版本升级至V1.63/94ED，从而进一步消除保护的误动风险。排查其他智能变电站该类型许继电气保护装置是否存在类似问题，并安排计划进行整改。
3结语
线路保护系统作为保证电网安全稳定运行的重要设备，在电网出现故障或异常工况下能够准确迅速地切除故障，防止设备损坏或系统其他部分受到干扰而无法正常工作。如果存在运行隐患将会严重影响电网系统的安全性与稳定性。本文重点对相关线路保护隐患产生的具体原因进行分析，同时提出改进措施并进行试验，成功处理相关隐患，可为类似的线路保护隐患处理提供参考。
参考文献：
[1]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，1994.
[2]罗钰玲，吕铁民，陈家楣，等.电力系统微机继电保护[M].北京：人民邮电出版社，2005.
[3]李光琦.电力系统分析[M].北京：中国电力出版社，1995.
论文作者:刘立卿,张辉,蔡妮
论文发表刊物:《河南电力》2019年2期
论文发表时间:2019/10/12
标签：故障论文; 电流论文; 线路论文; 门槛论文; 动作论文; 异常论文; 环网论文; 《河南电力》2019年2期论文;