陈伟鑫 陈涛威
（广东电网有限责任公司惠州供电局 广东惠州 516000）
摘要：结合惠州地区一起110kV主变变高侧单相断线故障的实例，根据110kV YN/d-11接线主变中性点不接地运行的情况，运用对称分量法建立复合序网模型，分析故障后数据采集与监视系统（SCADA）中各电气量的变化，总结一般规律，为调度后续快速判断事故类型提供依据。针对实例中事故处理的过程，分析在单线断线情况下，零序网络通过接地中性点构成回路时可能存在的风险。提出合环转电处理是解决此类单相断线故障的一个方法，为基于自然灾害分区的电网指挥系统后续的策略完善提供方向。
关键词：单相断线；对称分量法；复合序网模型；YN/d-11
1 前言
能量管理系统（EMS）是调度、监控进行事故判断的重要依据。目前惠州能量管理系统中的数据采集与监视（SCADA）系统，对于110kV及以上电压等级，母线电压显示的数据是AB两相的线电压，对于10kV电压等级，母线电压显示的数据是ab两相的线电压及三相相电压。惠州地区110kV主变接线方式基本上是YN/d-11接线，在主变变高侧发生单相断线的非全相运行状态时，如何利用数据采集与监视系统（SCADA）提供的信息，快速判断出故障类型，对于故障的快速隔离、减少对电力系统的影响、确保系统的安全稳定运行，有着极其重要的意义。
本文通过惠州地区一起110kV主变变高侧单相断线的实例，运用对称分量法建立复合序网模型，总结故障后变高侧和变低侧母线电压的变化情况，为基于自然灾害分区的电网指挥系统后续的策略完善提供方向。同时，针对实例中事故处理的过程，分析在单线断线情况下，零序网络通过接地中性点构成回路时可能存在的风险，最后提出总结和建议。
2 事故实例现象及处理过程
2.1事故前的运行方式
110kV AB线路运行供B站负荷，110kV CB线路由C站充电至B站热备用。A站：#3主变变中、AB线挂110kV VI母运行，#3主变变中中性点直接接地。C站：#1主变变中、CB线挂110kV I母运行，#1主变变中中性点直接接地。B站：110kV备自投投入，主供110kV AB线、备供110kV CB线。如下图所示：
2.1事故现象及处理过程
16时45分，A站110kV AB线距离II段、零序II段保护动作跳闸，A相故障，重合成功，故障测距19.9km。
16时46分，A站110kV AB线开关跳闸、重合成功之后，B站110kV母线电压为56kV，10kV母线三相电压a相为3kV、b相为6kV、c相为3kV，同时110kV AB线路负荷电流降低。
16时54分，B站：退出110kV备自投（110kV CB线与110kV AB线互为备供），合上110kV CB线开关，断开110kV AB线开关。
17时01分，A站：断开110kV AB线开关。
17时03分，110kV CB线路运行供B站负荷，110kV及10kV母线电压异常恢复，110kV AB线路由热备用转冷备用。
输电查线结果显示：110kV AB线路重合成功后，线路靠近B站侧A相断线运行（线路全长20.582km、故障位置距离A站19.884km）。
3 事故实例现象的理论分析
3.1复合序网模型建立
如图所示，输电线路A相X、Y处断线时，有边界条件：
4 事故处理过程风险分析
实例中事故处理采用了转电的方法，即退出了110kV备自投，合上B站110kV CB线开关（线路原由C站充电至B站热备用，作为B站的备供电源）。此时，A站#3主变运行供110kV AB线，C站#1主变运行供110kV CB线，AB线与CB线双线合环运行供B站负荷。在合环运行期间，存在A站#3主变和C站#1主变跳闸的风险，原因分析如下：
由于A站#3主变与C站#1主变中性点都直接接地，因此该回路构成的复合序网存在零序网络。发生断线故障时，负序电流和零序电流都是纵向流动的，即从非全相运行线路一端流入，另一端流出，与此同时，分流到其他全相运行中的线路中。复合序网如图6所示，可以求出断相处各序电流为：
负荷电流，从公式（21）、（22）可以看出，复合序网中的负序电流和零序电流都与负荷电流有关。当负荷电流足够大时，零序电流足够大，若达到保护动作定值并延时出口，有跳开A站和C站两台主变的风险。
5 总结和建议
综上所述，有以下几点结论和建议：
1、针对惠州地区110kV YN/d-11接线主变中性点不接地运行的情况，当变高侧发生单相断线时，可以通过分析主变变高侧、变低侧电压的变化和负荷电流的变化，快速判断出故障类型，为事故处理提供决策依据；
2、采用合环转电处理是解决110kV主变变高单相断线故障的一个方法，但在合环前，需要计算合环构成零序回路的零序电流大小，判断不造成其他保护动作跳闸；
3、运用对称分量法分析断线故障时，正确建立复合序网模型是正确分析问题的关键，在建模前，需要清楚主变中性点的接地方式：一般电力系统发生纵向不对称故障时，若主变中性点直接接地构成零序回路，则接地中性点和 系统中性点电位相同；
4、惠州地区除了电厂和用户站外，目前110kV主变均是YN/d-11接线，运行时主变中性点不接地，本文提供的结论可以较广泛适用于惠州地区110kV主变变高压侧发生单相断线的情况；
5、本文提供了分析电力系统纵向不对称故障的一般方法，因没有实例数据验证，单相断线故障的其他情况及两相断线故障不在本文分析论述，后续可以通过仿真软件模拟数据，对各种情形下纵向不对称故障进行模拟分析；
6、在大风雷雨等自然灾害的环境下，110kV线路发生断相故障的可能性增加，通过本文的研究成果，可以为基于自然灾害分区的电网指挥系统对110kV线路断相故障判断提供策略依据。
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论文作者:陈伟鑫,陈涛威
论文发表刊物:《河南电力》2018年7期
论文发表时间:2018/9/11
标签：断线论文; 故障论文; 单相论文; 电流论文; 惠州论文; 线路论文; 电压论文; 《河南电力》2018年7期论文;