220kV线路单相故障保护误跳三相原因分析

220kv220kv 线路单相故障保护误跳三相原线路单相故障保护误跳三相原 因分析因分析 1 故障及保护动作过程故障及保护动作过程 2001 10 29t16 00 苏州地区某变电站与电厂的 220 kv 联 络线路保护 接地距离 1 段 方向零序 1 段 高频闭锁零序及相 差高频保护 动作三相跳闸 未重合 造成该变电站与系统主力 电厂解环运行 而对侧电厂的保护却是 a 相跳闸 a 相重合 事 后 苏州供电公司组织的线路事故寻线发现故障是由于瞬时 a 相接地 道路施工吊车碰线 造成 而该变电站侧的线路重合闸实 际上为 单重 方式 根据江苏电网 220 kv 系统稳定要求 线路 单相瞬时性故障应重合一次 因此 这是一起由于该变电站保 护不正确动作而影响了系统的安全稳定运行的严重异常 2 原因分析原因分析 该变电站侧线路保护配置为 wxb 11c 微机保护 jgx 11d 晶 体管相差动高频保护 jgx 11d 晶体管相差动高频保护由 wxb 11c 保护的 n 端子开入经 wxb 11c 综重选相出口跳闸 wxb 11c 的重合闸方式为 单重 方式 即单相故障单相跳闸单相重合 相间 二相接地及三相故障均三相跳闸不重合 由该变电站侧 的 wxb 11c 故障打印报告 故障录波图均表明是该 220 kv 线路 a 相接地故障 a 相故障电流为 7 720 a 那么是什么原因导致了 在同一单相故障情况下该变电站侧保护三相跳闸出口而对侧电 厂同样配置的保护却动作正确呢 我们分析了该变电站侧 wxb 11c 保护装置的故障打印报告 事故总报告如下 15ms io1ck 25ms 1zkjck 26ms gbiock 56ms nt3ck 由这份报告我们可以看出引起三相跳闸的保护是经 wxb 11c n 端子选相出口的保护 即 jgx 11d 相差动高频保护 相 差动高频保护本身不具备选相功能 这样看来是 wxb 11c 综重 的选相元件出了差错 但问题是同样的选相元件在对侧电厂却 正确动作了 于是我们对电厂和该变电站二侧的故障录波图进行了对比 分析 发现二侧开关的动作时间有较大的差异 对侧电厂侧 a 相开关在故障发生后 60 ms 左右跳开 而该变电站侧开关是在 故障发生后 90 ms 左右三相跳闸 问题就出在这 30 ms 的时间 差上 当对侧电厂侧 a 相开关跳闸后 对于该变电站侧而言 实际上等于是 a 相发生了同时接地又断线的复故障 而且时间 持续 30 ms 一个半周波 在这 30 ms 内 由于 a 相断线现象的 存在 使该变电站侧非故障的 b c 二相上也出现了一定的故障 电流 由该变电站侧录波图测出的 b c 二相故障电流约 1 080 a 相位与 a 相故障电流相位相反 在故障发生后 60 ms 开始出 现 接着 再来看一看 wxb 11c 保护的选相原理 wxb 11c 微 机线路保护是目前江苏电网广泛采用的高压线路主保护之一 它具有高频 距离 相间和接地 方向零序保护和综重功能 分 别由 4 个独立的 cpu 插件构成 其中高频 距离和方向零序保 护的选相均由本身 cpu 实现 综重内的选相元件仅提供给外部 保护 如 jgx 11d 相差动高频保护等 出口选相使用 而且高频 距离和方向零序保护的选相原理均采用突变量选相 而综重的 选相原理为故障初始采用相电流突变量选相 随即改由阻抗选 相直至故障切除 综重内共设置了 6 个阻抗选相元件即 za zb zc zab zbc zca 这 6 个阻抗选相元件在故障发生 后不断地进行测量 从以上分析我们可以找出本次保护三相跳闸出口的原因是 当对侧电厂 a 相开关跳开后 该 220 kv 线路非故障的 b c 二相上也出现了故障电流 相位 与故障相故障电流相反 这样 对于该变电站侧的保护装置来 说 高频 距离及方向零序保护的本身选相元件不会动作 因为 就 b c 每一相而言 其故障电流均不足以引起 b c 相的突变 量动作 综重内的 zb zc zbc 也不会动作 因为此时的 zb zc 方向为反向 b c 相故障电流数值接近 方向相同 因此 zbc 测量为负荷阻抗 但 zab zca 则完全可能动作 从而导致了 nt3ck n 端子开入保护出口三相跳闸 而且由理论计算得出 此时 ab 相阻抗正处于选相阻抗 wxb 11c 保护装置综重选相阻抗动作区为 15 115 定值 为 50 临界动作区 而 ca 相阻抗则完全处于选相阻抗动作区 与上述分析结果一致 3 结结 论论 通过分析可以看出 如果高压线路保护的配置是 wxb 11c 和另一套须经 wxb 11c 保护选相的外部保护构成 且线路二侧 开关的动作时间又相差较大时 这种单相故障导致开关后跳闸 一侧保护误出口三相跳