1線路單相斷線造成終端變主變保護動作故障簡述

2018一05一08T19:11:15,110kV高溝變1號主變高后備零序過壓1時限出口動作,跳開1號主變高壓側(cè)701開關(guān)。系統(tǒng)側(cè)220kV旗杰變的110kV旗高857線路保護零序1段、距離Ⅰ段出口動作,跳開110kV旗高線857開關(guān)。

2故障前運行方式

110kV高溝變單母分段接線,110kV高旗857線、高漣785線分別來自220kV變電站甲、220kV變電站乙,110kV分段710開關(guān)熱備用,110kV1號、2號主變分別接于110kVⅠ、Ⅱ段母線。主接線圖如圖1所示。

3保護動作情況及原因

110kV高溝變側(cè),2018一05一08T19:11:15.392,110kV高溝變1號主變A套保護、B套保護高壓側(cè)零序過壓1時限動作,1號主變故障波形如圖2所示。

圖2從上往下模擬量為:母線A相、B相、C相電壓、零序電壓,701開關(guān)A相、B相、C相電流:開關(guān)量為:保護啟動元件、高間隙過流Ⅱ時限元件、高零序過電壓Ⅰ時間元件。三條黃色虛線時間軸分別為40ms、340ms、540ms。

3.1波形簡要分析

(1)故障開始時,高溝變110kVI段母線B相電壓降低,出現(xiàn)了零序電壓,零序電壓值為153V(二次值)。300ms后,高零序過電壓I時間元件動作。錄波文件保護動作與動作報文、定值均吻合。

(2)故障過程中701開關(guān)B相電流電流為零,A相和C相電流幅值相等、相位相反。

220kV旗杰變側(cè),19:11:15.881,旗高857線路保護B相距離I段、零序I段動作,61ms故障切除,1686ms重合閘動作,線路仍存在故障,保護加速動作不再重合。波形如圖3所示。圖3從右往左分別為:線路抽取電壓Ux、母線A相電壓、母線B相電壓、母線C相電壓、零序電流、線路A相電流、線路B相電流、線路C相電流。圖中上側(cè)虛線為故障啟動0s,下側(cè)虛線為故障切除70ms。

線路巡視檢查:110kV旗高857線路2.4km處B相線路脫落至地。

3.2線路單相斷線后終端變電氣量分析

該故障為線路單相斷線故障,對于B相斷線,有:

分別為斷線處兩點間A、C相電壓。

復(fù)合序網(wǎng)如圖4所示。

在正序網(wǎng)絡(luò)中,E·xB是斷相處X側(cè)的等值電勢:Zx1、ZY1是斷相處X側(cè)、y側(cè)的等值正序阻抗:負序網(wǎng)絡(luò)中Zx2、ZY2是斷相處X側(cè)、y側(cè)的等值負序阻抗:零序網(wǎng)絡(luò)中Zx0、ZY0是斷相處X側(cè)、y側(cè)的等值零序阻抗。

電壓序分量有:

由于高溝變中性點不接地,則ZY0可視為無窮大,可以得到:

則:

根據(jù)實際運行狀況,斷線前運行電壓為113kV(1.03倍的額定電壓),則壓變二次的3U0=1.03×1.5×100=154.5V,即斷線點至主變中性點各處的零序電壓相等,二次值為154.5V,與故障錄波中電壓值吻合。

4結(jié)論

(1)線路單相斷線,如終端變主變中性點不接地,則斷線處至終端變的零序電壓為

(2)如主變零序過壓保護定值設(shè)為150V,由于實際運行電壓一般高于額定電壓,此時終端變零序過壓保護可能動作。

(3)由于斷線期間,終端變主變?nèi)毕噙\行,嚴重影響中低壓側(cè)三相電壓的對稱性(此次B相斷線,35kV側(cè)、10kV側(cè)的UAB、UBC降低為原來的一半),實際上已不能對負荷正常供電,此時跳開終端變也是合理的選擇。

(4)線路單相斷線故障,終端變高壓側(cè)零序過壓保護定值可不調(diào)整,在線路發(fā)生單相斷線故障時,跳開終端變。