江苏电网220kV系统继电保护运行分析

江苏电网江苏电网 220kv220kv 系统继电保护运行系统继电保护运行 分析分析 摘 要 总结了近 3 年来江苏电网 220kv 系统继电保护运行 情况 简述了典型事故 微机线路纵联保护运行经验 为提高 继电保护运行水平作了有益的探讨 关键词 电网 继电保护 运行 总结 江苏省继电保护工作人员坚持 安全第一 预防为主 的方针 经过共同努力 使系统继电保护及安全自动装置经受了电网事 故的考验 杜绝了由于继电保护原因和低压系统故障引起的电 网稳定破坏和大面积停电事故 避免了电网主设备损坏事故 确保了电网安全稳定经济运行 截止 1999 年底 全省 220 kv 系统拥有变电站 122 座 主变压 器 193 台 不含发电厂升压变 母线 127 条 线路 267 条共计 7 370 24 km 1 全省 220 kv 继电保护动作正确率 见表 1 2 全省 220 kv 主系统线路故障性质分类 见表 2 3 典型事故简述 3 1 1997 年 2 月 7 日 南京 220 kv 钟山变 10 kv 系统出线间隔 发生故障 南自院 lfp 963 线路保护正确动作 但由于 10 kv 侧 直流电源中断 致开关拒动 导致故障扩大 钟山变 1 2 号主 变 220 kv 后备复合电压闭锁过流和零序电流保护切除故障 开 关拒动导致事故扩大 此类故障在国内已发生多起 因南京钟 山变主变保护直流电源已执行 n 1 反措原则 避免了主变烧毁 的重大设备事故 3 2 1997 年 2 月 24 日 大雾引起新海电厂 220 kv 正 付母线 发生 c 相故障并相继转换成 c a 相故障 正 付母线 pmh 3 型差动保护动作跳闸 从录波图上看出 在发生 c 相故障时 母差并没有动作 当转换成 c a 相故障时母差才启动 并且正 确动作切除故障的 事故后 在校验检查时发现母差电流回路发生多点接地 引起 分流 若故障不转换成 c a 相故障 母差拒动是不可避免的 同年 3 月 14 日 苏州 220 kv 葑门变正母线 pt 因大雾造成 c 相 闪络的母线故障 1998 年 10 月 30 日 无锡 220 kv 美栖变主变 高压侧避雷器也引起污闪故障 为防止线路污闪事故 通常的做法是 调爬 例如增加线路绝 缘瓷瓶片数 采用防污闪瓷瓶等 发电厂及变电站 220 kv 母线 抗污闪事故的能力相对于线路而言较薄弱 这是可能造成污闪 事故从线路转向母线的原因 值得进一步研究 3 3 1997 年 6 月 3 日 徐州 220 kv 平墩变因龙卷风引起 220 kv 正付母线相继发生 a 相故障 经 1 6 s 后付母线转换成 a b 相 故障 又经 0 13 s 转换成 a b c 三相故障 电流相位比较式 母差正确动作切除正母线故障 付母线故障由后备接线切除 母联电流相位比较式母差对母线转换性故障切除时间较长 对 系统稳定要求高的电网 这一类型的母差应采取措施 进一步 完善加快切除母线转换性故障时间 必要时应更新换代 3 4 1998 年 2 月 17 日 南通 220 kv 东郊变 110 kv 线路故障 由于较大的故障电流的电动力引起 2 号变压器平衡绕组位移 绝缘击穿损坏 重瓦斯保护动作跳开变压器三侧开关 我省变压器在区外故障的同时曾发生多起变压器损坏事故 引 起这类事故的主要原因是变压器生产厂家对故障电流的电动力 和对变压器的安全运行的研究不够 没有相应的对策与反措 3 5 1998 年 5 月 1 日 无锡 江阴地区雷雨大风 系统发生大 面积连续性故障 220 kv 系统发生母线故障 1 次 线路故障 8 次 跳开线路 11 条 这次事故继电保护动作总的来看是比较好的 有效地保证了电 网的安全稳定运行 但是在事故中暴露出 wxb 11 保护抗干扰 能力差 wgc 01 高频收发信机发信出现中断现象 因此 有关执行抗干扰的反措不能动摇 如保护控制室敷设接 地铜排 结合滤波器一 二次侧分别接地 wxb 11 保护软件版 本升级等 电网运行表明执行抗干扰的措施后 wxb 11 的运行 安全性有较明显成效 3 6 1999 年 3 月 6 日 无锡 220 kv 石利线因风筝引起 78 79 号 杆间 b c 相永久性故障 两侧晶体管 d 型保护正确动作 3 7 1999 年 6 月 14 日 南通华能电厂 220 kv 东郊变 2 号变压器 220 kv 付母线刀闸的电动机构回路因大雨潮湿 绝缘下降 致 使刀闸自动分开 带负荷拉刀闸 引起付母线 b c 相接地故障 同年 9 月 2 日苏州 220 kv 金山变 因大雨致高型构架溢水滴到 c 相弓字线上引起母线 c 相接地故障 上述两起母线故障均由母差保护正确动作切除 4 系统继电保护不正确动作原因 1997 1999 年 220 kv 系统继电保护共发生 14 次不正确动作 其中因制造不良发生 11 次 占 78 6 因运行不良发生 3 次 占 21 4 见表 3 由表 3 可见 提高继电保护动作正确率的关键是继电保护制造 厂家提高产品质量 重点是把好各类装置的元器件 接插件质 量关 解决微机继电保护装置抗干扰问题 继电保护装置电气 运行特性稳定与否 决定所采用元器件 接插件性能 继电保 护运行维护不良虽占比例不大 但也值得注意 重点是提高调 试质量 把好整组联动试验关 健全完善现场操作规程 防止 pt 失压 防止误操作 5 线路微机保护运行 我省 220 kv 系统线路保护的选型原则是根据 1996 年 3 月深圳全国电网运行工作会议精神 通过技术进步提 高我省继电保护运行水平 确保电网安全运行 微机保护具有体积小 精度高 调试方便 运行可靠的特点 这是电磁型 整流型 晶体管型 集成电路型保护所不能比拟 的 我省自 1996 年起开始推广 应用微机线路保护 所有的基 建工程项目和系统线路保护更改均采用双微机双高频保护配置 原则 主要模式是 wxb 11 型和 lfp 901 微机线路保护 这两套 保护原理不同 制造工艺不同 元器件 接插件不同等 较好 地体现了技术优势互补 制造工艺优势互补 电网事故起因比较简单 事故的发展直至故障切除是一个复杂 的动态过程 是以毫秒级或秒级来计量的 采用技术先进的微 机线路保护能较好实现 电网安全屏障 的功能 截止 1999 年底 220 kv 线路配置微机保护占线路总数的 70 左 右 表 4 是配置微机线路保护动作情况 从表 4 可以看出 微机保护的正确动作率是非常高的 超过了 全省 220 kv 系统继电保护正确动作率 具有很高的安全性 4 次不正确动作中 由于抗干扰能力差引起 wxb 11 型保护动作 2 次 因元器件损坏引起动作 1 次 ybx 1 型收发信机发信功率 下降引起 1 次动作 这 4 次不正确动作跳闸中其中 wxb 11 均 是区外故障误动解环 lfp 901 是无故障跳闸 均没有引起电网 事故扩大 6 线路纵联 高频 保护 江苏电网 500 kv 网架处于建设发展期间 远没有成为电网输送 功率的主通道 由此 500 kv 电网被迫和 220 kv 电网构成电磁 环网运行 而 220 kv 电网密集分布 结构十分复杂 这样的电 网结构决定了江苏电网安全稳定运行水平不高 为确保 220 500 kv 电网安全稳定运行 目前除了控制电网联络线输送功率外 就是依赖于线路高频 母线差动的快速动作切除故障 江苏电网 220 kv 联络线均配置了两套全线快速动作的纵联保护 其中以不同原理的高频保护配置为主要模式 1997 1999 年 配置高频保护的 220 kv 及以上线路发生的故障 均由高频保护快速切除 其动作情况见表 5 从表 5 可以看出 我省高频保护正确动作率还是比较高的 6 次不正确动作均属制造质量不良 原理缺陷和元器件损坏引起 如 wxb 22 电源插件性能不稳定 wxb 11 抗干扰性能差 ybx 1 收发信机功率下降 jgx 11d 操作回路电容器损坏和 k 值 变小 bsf 3 收发信机前置放大管损坏等 3 年来 我省继电保护专业人员为提高高频保护运行水平和动 作正确率 切实加强运行维护工作 发现并及时消除多次高频 保护隐患 比较典型的隐患汇总如下 1 高频保护通道部分 耦合电容器与结合滤波器一次侧连接的螺丝生锈 松动 结合 滤波器二次侧的高频电缆接口处松动 断线 jl 2 型结合滤波 器内有黄蜂窝 高频电缆被老鼠咬断 高频阻波器调谐电容损 坏 架空地线对铁塔放电 高频保护频繁发信 cvt 与结合滤 波器一次阻抗不匹配 结合滤波器二次与高频电缆阻抗不匹配 2 高频收发信机部分 c 型收发信机 收信回路 3d10 二极管虚焊 逆变电源电容器 损坏 23t5 管损坏 ybx 1 型收发信机 发信回路中集成块 功放回路 指示表头损 坏 bsf 3 型收发信机 收信入口光耦虚焊 晶振 放大管 3ck3c 损 坏 gsf 6 型收发信机 收发信机交换信号逻辑出错 收信解调回路 元件损坏 wgc 01 型收发信机 发信中断 lfp912 型收发信机 功放电源插件在强干扰情况下电容元件损 坏 ysf 10 型收发信机 发信光耦集成片 mct27 损坏 3 其它 wxb 11 线路微机保护中高频闭锁距离抗干扰能力较差 高频闭 锁收发信机切入旁路运行时 切换开关接线错误 接触不良 江苏电网的安全稳定运行对高频保护依赖性很强 由于高频保 护运行环节多 技术要求高 维护工作量大 而目前装置产品 质量仍是高频保护提高动作