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中国电业【2020年第7期】

  • ID:271850
  • 浏览:4310
  • 学科:产业经济
  • 更新时间:2020-07-17 15:16:34
  • 期刊: 中国电业
内容简介
《中国电业》杂志创办于1950年,是全国电力行业创办时间最早、覆盖面最广、影响最大的杂志。杂志以多种形式准确、及时、深刻地反映电力工业的改革和发展,以深度调查和理论探讨形成独到风格,在国际国内及电力行业内外都有较大影响,在电力媒体中长期处于领军位置。

平行输电线路单相断线事故分析及故障点判定策略

李健波

广东电网江门供电局 广东江门

摘要

在电力系统事故事件中,输电线路非全相运行属于低概率事故,且故障点排查用时较长。本文就我局一起110kV输电线路单相断线故障为例,进行事故分析并介绍一种快速判定故障点的的调度应对策略。

关键字:平行输电线路 单相断线 故障排查

一、运行方式及事故简况

110kV HS甲、乙线并列供电S站,S站110kV母线并列运行,S站110kV备自投装置未投运。H站220kV#1主变变高侧及变中侧中性点直接接地,S站110kV#1、#2主变变高侧中性点经间隙接地。

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图1:电网接线图

某日09:56时,主网调度监视员发现H站、S站110kV HS甲线C相电流为零,A、B相电流约100A。同时发现110kV HS乙线C相电流为A/B相电流的两倍。调度自动化系统上,H站、S站110kV母线线电压及三相电压均正常;两站均无继电保护起动或动作、安自装置起动或动作的告警信号。天气晴间多云,无雷雨。

二、故障点排查

调度员初步判断,110kV HS甲线C相缺相运行。

调度员考虑到以下原因,决定暂不立即安排HS甲线停电。

1、由于110kV HS甲乙线并列供电S站,S站110kV母线全相运行且三相电压平衡,不会对主变及供电用户造成缺相运行的危害。

2、HS甲线两侧开关一经分闸(手动)后,将难以排查开关是否曾经单相偷跳。

3、HS甲线跨越山区,全线巡视时间长,若能判定断线点不在线路上,有利于缩小排查范围,缩短设备停电时间。

假设断线点只有一处,进行以下操作配合排查断线点:

H站、S站人员到站后,检查站内线路(含引线)、刀闸外观无异常,开关为三相联动,开关指示位置在合位,构架较高且安全距离不足,未能逐相核对开关状态。

继电保护无起动或动作、安自装置无起动或动作。

S站#1主变负荷转移,主变转热备用。

断开S站110kV母联1012开关。

S站查看110kV 1M母线C相电压应为零。

S站查看110kV HS甲线线路侧三相避雷器,C相避雷器泄漏电流是否为零或大幅降低(与A/B相比较)。若为零,则断线点在线路上或在对侧站内;若不为零,则判断为S站侧C相开关偷跳。同理,可要求S站用验电器验110kV HS甲线线路侧C相导线电压。若为零,则断线点在线路上或在对侧站内;若不为零,则判断为S站侧C相开关偷跳。

若判断S站侧C相开关偷跳,立即隔离故障开关,转检修处理。若判定断线点在线路上或在对侧站内,进行以下操作。

H站查看110kV HS甲线线路侧三相避雷器,C相避雷器泄漏电流是否为零或大幅降低(与A/B相比较)。若为零,则判断为H站侧C相开关偷跳;若不为零,则断线点在线路上。同理,可要求H站用验电器验110kV HS甲线线路侧三相导线电压。若为零,则判断为H站侧C相开关偷跳;若不为零,则断线点在线路上。

事实上,调度员判定断开点在线路上,立即将线路停电。最后,输电人员巡视发现110kV HS甲线#17塔C相跳弓断开。

三、继电保护逻辑分析

在本起事件中我们提出质疑,为何在本次事故中相关设备继电保护装置均无动作或起动告警。

一)、甲线AB电流100A,C相电流0A,乙线AB相电流100A,C相电流200A。可见甲线C相所带负荷全部转移到乙线C相,对于H站、S站而言,并列运行的甲乙线视为一整体,其内部的电流重新分配不影响H站、S站110kV母线的三相平衡,因此,H站、S站的主变零序保护均不起动。

二)、易见,甲乙线的电流电压不满足电流差动保护、距离保护动作条件。

三)、故障点在线路上,开关三相均在正常合位状态,故此三相不一致保护不起动。

四)、零序电流保护应否动作?以下进行理论分析计算

5f115399b5a96_html_742ab3bd048897be.png

图1故障点的边界条件为:

5f115399b5a96_html_4d3a234fc9e62f87.gif=0 ,△5f115399b5a96_html_71d968bd36ffde9d.gif=△5f115399b5a96_html_a85f4db26132eebd.gif=0

用对称分量表示则得

5f115399b5a96_html_7f67a5ee397baf7a.gif + 5f115399b5a96_html_eff1ca000922e2b4.gif + 5f115399b5a96_html_6407747b60b3db48.gif =0

5f115399b5a96_html_3dd2dbb8956f9c34.gif = △5f115399b5a96_html_cb9a5cb22f493b8c.gif = △5f115399b5a96_html_f0b4c54b441b7560.gif

复合序网如图2所示,故障点各序电流

5f115399b5a96_html_7f67a5ee397baf7a.gif = 5f115399b5a96_html_357b6807b33bb7f6.gif 式1

5f115399b5a96_html_eff1ca000922e2b4.gif = -5f115399b5a96_html_386585912a43e6a5.gif 式2

5f115399b5a96_html_6407747b60b3db48.gif = -5f115399b5a96_html_b61fbb7b987bb1fc.gif 式3

故障相的断口电压5f115399b5a96_html_fadebec0f3368cc.gif应等于甲线断开时乙线的全线电压降△5f115399b5a96_html_1785941b4acdc078.gif

5f115399b5a96_html_fadebec0f3368cc.gif = △5f115399b5a96_html_1785941b4acdc078.gif =(5f115399b5a96_html_25d58762cbcc23da.gif+5f115399b5a96_html_fcf592c65511947b.gif)/5f115399b5a96_html_b1d460e176e2e5c.gif 式4 图2:单相断开的复合序网

在工程计算中,输电线路的正、负序阻抗相同,5f115399b5a96_html_f50e30fb8c5ddb7f.gif=5f115399b5a96_html_2157c70bfaeeafdf.gif;HS甲乙线是有钢质架空地线的平行双回线路,零序电抗5f115399b5a96_html_4d89bd4e6657f3a5.gif =4.7*5f115399b5a96_html_2157c70bfaeeafdf.gif。已知,HS甲乙线正序阻抗均为5f115399b5a96_html_2157c70bfaeeafdf.gif=(0.781+j2.918)Ω,M站110kV母线电压5f115399b5a96_html_b1d460e176e2e5c.gif=116kV,甲线断相后M站110kV乙线功率S=(27.112+j2.539)MVA。M站甲乙线CT变比均为1200/1, N站甲乙线CT变比均为600/1。

将已知电气参数代入式4,得5f115399b5a96_html_fadebec0f3368cc.gif,再代入式1及式3可得5f115399b5a96_html_3ec47074e7fdd3fa.gif=7.831A。M站零序保护二次电流35f115399b5a96_html_3ec47074e7fdd3fa.gif=23.5*3/1200=0.020A<0.12A(零序电流保护三段整定值), N站零序保护二次电流35f115399b5a96_html_3ec47074e7fdd3fa.gif=7.831*3/600=0.039A<0.2A(零序电流保护三段整定值)。

综上所述,在本次事件中,保护正确不动作。

结束语

电力系统缺相运行是较少出现的故障,负荷大小属性对零序保护影响较大。尤其是平行输电线路单线缺相,故障点排查更是费时费力。在处理同类故障中调度员应熟知相关保护逻辑,结合系统运行方式,灵活处理,主动判定故障点,提高事故处理效率。

参考文献

1、《电力系统分析》何仰赞 温增银 编,华中科技大学出版社,2002年1月第3版。

2、《电网运行及调度技术问答》 李坚 编,中国电力出版社,2004年3月第一版。

3、《电网调度运行技术》王世祯主编,东北大学出版社,1997年。