750kV系统线路单相接地故障保护动作分析

    发布日期:2019/11/19 9:12:53    来源:本站    阅读次数:

    国家电网宁夏电力公司超高压电网运行分公司对一次系统实验时的A相单相瞬时性接地短路故障进行研究,主要通过分析系统接线方式,以及利用序网图进行系统单相接地短路时的短路电流分析计算、故障录波图的分析、保护装置动作报文的分析等方法,加强超高压继电保护工作者对750kV线路保护功能配置、简单的故障分析等知识的掌握,为继电保护工作者日常分析事故提供经验。

    ⑴故障简况

    ①保护配置。某变电站750kV只有1台7522断路器,由于故障时系统750kV接线运行方式是线路一→变压器组,因此保护配置比较复杂,作用于7522断路器的保护包括线路保护和变压器保护。线路保护采用双套光纤差动数字式微机保护,纵联保护是光纤分相差动保护,还配有三段式距离保护和四段式零序保护,2套保护装置分别是四方电气公司的CSC103B和南瑞继保股份有限公司的RCS931BM型保护装置;主变保护采用双套二次谐波制动原理的微机数字式差动保护,差动保护包含比率差动和分侧差动,还配有高、中、低三侧后备和公共绕组后备保护,2套保护分别是南京南瑞继保电气有限公司的RCS-978HB型保护装置和许继集团有限公司的WBH-801A/P型保护装置。

    ②故障情况。根据系统调试方案,他们在7081东白川线距离银川东变电站5级塔处做A相接地的短路试验。

    ⑵保护装置动作情况

    ①东白川线I屏保护装置保护动作信息(南瑞继保RCS-9731BM)。2008年8月3日13时l0分46秒86毫秒保护起动;相对时间4ms,工频变化量阻抗保护动作;相对时间14ms,电流差动保护动作;相对时间28ms,距离I段保护动作;故障类型为A相接地短路;装置测距为2.289km。

    ②东白川线II屏保护装置保护动作信息(四方公司CSC-IO1A线路保护)。)相对时间14ms,电流差动保护动作;相对时间28ms,距离I段保护动作;故障类型为A相接地短路;装置测距为2.3km。

    ③装置信号及指示灯。东白川线保护装置为A相跳闸灯亮;7522断控装置为A相跳闸灯亮,重合闸动作灯点亮,7522断路器重合成功。

    ⑶750kV系统单相接地短路电流分析计算

    ①系统复合序网图。根据750kV系统的简图,表明此这个统是单侧电源系统,并且负荷侧空载运行。当此系统K点发生A相单相接地短路故障时,从系统复合序网图简化后得到新的简图。

    ②短路电流计算。从系统简化后的简图可知,流过故障点K点的正序、负序、零序电流大小相等方向相同,IK1=IK2=IK0=E/X1Σ+X2Σ+ X0Σ。由于流过MK线路的零序电流与正序电流相等,所以IA=I0。从上述计算中可知,当K点发生A相单相接地短路故障时,流经M侧的电流特点是IA=I0、IB=IC=0。

    ⑷750kV线路保护动作行为分析

    他们根据故障录波图可知,故障时A相电流为2.15A,B相电流为0.26A.C相电流为0.17A,基本满足短路电流IA=I0、IB=IC=0的计算结果。由于空载电网线路全长为394km,线路B相、C相上有一定的电容电流;另外,当A相单相接地短路时在B相、C相上产生一定的互感,所以B相、C相采样上也有幅值较小的电流,但是这不会影响线路的差动保护选相。他们从系统接线图中可知线路空载,因此本侧的A相故障电流就是线路差动保护的差动电流,差动定值为ICD=0.3A,故障电流大于整定值,因此差动保护动作跳开A相断路器。经重合闸整定时间后,重合成功。

    ⑸体会

    国家电网宁夏电力公司超高压电网运行分公司开展了750kV线路在发生单相瞬时性接地短路故障时的故障分析,通过使用序网图分析计算故障电流,再结合故障录波器所录的故障波形,对保护动作行为进行了细致的量化分析。由于目前许多继电保护人员在系统发生故障时不能对故障进行全面分析,又由于750kV系统是一个新的领域,因此他们将继电保护理论知识、工作经验结合实际进行故障分析,对超高压继电保护人员、变电运行人员以及电网调度人员分析事故有所帮助。                                       (李剑峰)