220千伏变电站110千伏母线失压误动作研究论文_张春丽,任丽梅

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摘要:伴随当前经济快速发展,人们的生活水平逐步提高,在电力方面的需求也越来越大,供电系统的稳定性也越来越重要,在高压线路当中进行线路保护具有非常重要的意义,其是否能够正确配置在对线路可靠运行方面起着积极的作用,本文重点对一起220kV变电站110kV母线失压误动作进行分析,以供参考。

关键词:220千伏变电站;110千伏母线;失压误动作

1事故出现原因分析

1.1直接原因分析

由于天气的原因而造成的设备出现放电闪络等情况。另外因为户内返潮和大雾等问题,造成110kV高压室内支柱绝缘子出现凝露而造成一号母流出线间隔C相母线支柱绝缘子以及110kV2号母PT当中的B相引线支柱绝缘子产生放电闪络的问题而导致110kV母线出现故障而产生跳闸等情况。

1.2扩大原因分析

在此过程中,母差保护出现误动作,110kV母差保护由于装置原理缺陷而导致误动的情况产生,直接导致了110kV1号母线出现第一次跳闸,在此过程中出现了大面积停电的问题,严重影响了企业和居民的正常生产生活。

2故障出现的简要分析和说明

220kV某站110kV2段母线产生故障,由于母差动作而出现,三个自然村的变电站产生失压等情况,在事故出现的60毫秒之后母差保护动作启动,将1号母线所有开关跳开,这样就造成另外四个自然村的变电站出现失压的情况,由于备自投动作将两个自然村的变电站供电恢复。

至第二天对母线的清扫工作结束,对剩余的几个自然村进行供电,在第二天的上午7点,该区所有110kV系统处于正常运行状态,并全部恢复了五个失压站的供电情况,具体如下图所示。

图1事件前系统运行方式

3区外故障电流互感器(CT)饱和的问题

如果母线外部产生故障,尤其是母线近端产生外部故障的过程中,因为直流分压等情况的影响,ct可能会出现饱和的情况,导致ct二次电流出现畸变,不能对系统的一次电流进行正常的反应,在差动回路当中往往会产生差动电流,严重影响母线差动保护装置,如果不采取合理的方式进行锁闭,差动保护就会出现误动,所以在母线差动保护的过程中一定要关注ct饱和的情况,采取合理的锁闭措施,饱和ct通常有两个特点:

首先不管一次电流的值是多少,在系统出现故障的过程中,ct不可能同时出现饱和,具体分析故障出现到ct饱和至少需要1/4个周波的时间,ct可以正确的对一次电流进行传变。

当出现区外故障ct饱和的过程中会产生差动电流,从而ct出现严重饱和的情况,在故障出现的初始阶段和线路电流过零点,周围的ct出现性传遍区,那么这个区域的传变,内差动电流为零,而离开这个区域就会出现差动电流,另外线性传变区当中的差动保护不会产生误动作的情况。

WMZ-800母线保护装置主要使用的是抗ct饱和的方案,也就是同步识别法,对差流越线和故障启动是否同步进行分析和判断,如果出现同步的情况则视为差流越限,主要是通过母线区内故障而造成的,这个时候差动保护在5ms内会抢在ct未出现饱和前快速分析和判断是否是区内故障。并且记录下差动出口信号,保证各断路器之间可以进行可靠的跳闸,如果先出现故障启动而后产生差流越限,则分析差流越限主要是因为母线区外故障而导致,ct饱和造成的。这个时候母线保护就需要把一个周波锁闭,接着通过波形来分析和判断是否需要进行开放差动保护,方便在母线区外转区内故障的时候,进行差动保护的动作。

对这次故障进行分析可以发现,2母线b相故障的时候,因为1主号变B相ct饱和而造成的1母b相差流的产生,具体如图2所示。

图21号主变B相CT饱和

切除2母b相故障的时候,因为母联ct和两条线路的ct出现较大衰减直流分量,造成了1母b相差流的情况出现,具体如图3所示。

图3故障切除后的非周期分量

4故障出现的方法和解决的策略

因为WMZ-800母线出现了一定的逻辑缺陷,WMZ-800母线在区外故障切除之后,母线保护立刻自动退出波形识别判据,在操作的过程中不能对闭锁被判断切除后非周期分量衰减的时候母差保护误动作进行分析,这种缺陷造成了区外故障切除之后,非故障母线跳闸的情况产生。

所以需要进一步改进现场运行过程中WMZ-800母线保护逻辑,再额外设立区外故障切除识别的逻辑,具体的识别方法和判断手段如下所述。

首先通过差动电流突变以及制动电流突变时差法来判断分析第一次故障的区内外情况,时差时间设置的三个取样间隔,具体时间为两2ms,其次,若是第一次故障识别的区域处于区外则需要将饱和开放逻辑开启并且识别,另外进行区外故障切除识别逻辑,第三,如果分析发现饱和开放逻辑是波形比较法,也就是对差动电流和制动电流的一致性进行比较,第四防区外故障切除影响的逻辑如下所述,对差动电流和制动电流进行微分后的一致性进行比较,另外差动电流进行微分消除直流后,利用傅式全周滤波计算值进行判断,必须超过差流定值。

5整改方法

将WMZ-800母线保护缺陷尽快消除,并且对WMZ-800母线保护波形识别锁闭逻辑进行完善之后,修改该区域的WMZ-800母线保护程序逻辑,并且将故障问题解除后,对程序进行了修改。

结束语

伴随当前供电系统的负荷越来越大,如果220kV变电站110kV母线故障会造成110kV变电站全站失压,产生大面积停电,一定要采取合理的方法避免出现110千伏母线失压误动作,本文以一起110kV母线失压误动作的故障为例,分析如何采取合理的措施控制和改进这个问题,希望相关人员在遇到类似问题的时候可以进行借鉴,并在实际运行中取得良好效果。

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论文作者:张春丽,任丽梅

论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期

论文发表时间:2019/3/28

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