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220kV線路單相故障保護誤跳三相原因分析

作者:吳奕 殷偉 潘琪  
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  于是我們對電廠和該變電站二側的故障錄波圖進行了對比分析,發現二側開關的動作時間有較大的差異:對側電廠側A相開關在故障發生后60 ms左右跳開,而該變電站側開關是在故障發生后90 ms左右三相跳閘。問題就出在這30 ms的時間差上。當對側電廠側A相開關跳閘后,對于該變電站側而言,實際上等于是A相發生了同時接地又斷線的復故障,而且時間持續30 ms(一個半周波)。在這30 ms內,由于A相斷線現象的存在,使該變電站側非故障的B、C二相上也出現了一定的故障電流(由該變電站側錄波圖測出的B、C二相故障電流約1 080 A,相位與A相故障電流相位相反,在故障發生后60 ms開始出現)。

  接著,再來看一看WXB-11C保護的選相原理。WXB-11C微機線路保護是目前江蘇電網廣泛采用的高壓線路主保護之一,它具有高頻、距離(相間和接地)、方向零序保護和綜重功能,分別由4個獨立的CPU插件構成。其中高頻、距離和方向零序保護的選相均由本身CPU實現,綜重內的選相元件僅提供給外部保護(如:JGX-11D相差動高頻保護等)出口選相使用。而且高頻、距離和方向零序保護的選相原理均采用突變量選相,而綜重的選相原理為故障初始采用相電流突變量選相,隨即改由阻抗選相直至故障切除。綜重內共設置了6個阻抗選相元件即:Za、Zb、Zc、Zab、Zbc、Zca,這6個阻抗選相元件在故障發生后不斷地進行測量。

  從以上分析我們可以找出本次保護三相跳閘出口的原因是:當對側電廠A相開關跳開后,該

  220 kV線路非故障的B、C二相上也出現了故障電流,相位與故障相故障電流相反。這樣,對于該變電站側的保護裝置來說,高頻、距離及方向零序保護的本身選相元件不會動作(因為就B、C每一相而言,其故障電流均不足以引起B、C相的突變量動作),綜重內的Zb、Zc、Zbc也不會動作(因為此時的Zb、Zc方向為反向;B、C相故障電流數值接近,方向相同,因此Zbc測量為負荷阻抗),但Zab、Zca則完全可能動作,從而導致了"NT3CK"("N"端子開入保護出口三相跳閘)。

  而且由理論計算得出:此時AB相阻抗正處于選相阻抗(WXB-11C保護裝置綜重選相阻抗動作區為-15。~115。,定值為50 )臨界動作區,而CA相阻抗則完全處于選相阻抗動作區,與上述分析結果一致。

3 結 論

  通過分析可以看出,如果高壓線路保護的配置是WXB-11C和另一套須經WXB-11C保護選相的外部保護構成,且線路二側開關的動作時間又相差較大時,這種單相故障導致開關后跳閘一側保護誤出口三相跳閘的情況是無法避免的。因此在保護選型和保護改造中均應避免這種情況的出現,已存在這種保護配置的地方應及早將無獨立選相功能的保護(如JGX-11D相差動高頻保護)更換為一套完整的具有獨立選相功能的微機保護。

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