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从220KV线路故障跳闸事件透析高频保护的不足(1)

北极星电力网技术频道    作者:符 建   2012/5/21 9:17:27   

摘 要:220KV高压线路发生单相接地故障时,故障量在保护定值的临界状态,由于线路两套保护装置采样差异的影响,导致高频保护未能正确动作。根据保护装置记录的动作信息,对高频保护动作行为进行了分析,并对高频保护通道结构和高频保护原理上的弱点以及基于光纤通道的纵联保的相对优点进行适宜的阐述。目前,光纤保护已成为高压线路保护的主流选择,我厂220KV线路的主保护正在逐步从原来基建投产的高频保护向光纤保护改造过渡。

1.事件介绍

A线路保护的配置

某220kV厂站线保护双重化配置,中调命名为主一和主二保护。主一保护由纵联距离保护、纵联零序保护、三段式相间距离保护、三段式接地距离保护、四段式零序方向电流保护组成。纵联保护通道为光纤通道,原理为允许式光纤纵联保护。主二保护由纵联距离保护、纵联零序保护、三段式相间距离保护、三段式接地距离保护、四段式零序方向电流保护组成。纵联保护通道为高频通道,原理为闭锁式高频保护。

B事件简介

2011年8月09日12时,某220kV厂站线发生C相经过渡电阻接地故障,变电站侧主一保护的接地距离I段动作、光纤纵联保护动作,主二保护的接地距离I段动作、高频保护未动作;电厂侧主一保护的光纤纵联保护动作,主二的高频保护未动作。通过对线路两侧动作信息的汇总以及从保护装置的内部录波信息分辨出线路两侧主一的光纤纵联保护动作行为正确,但是主二的高频保护在线路故障发生时,变电站侧保护正确停信(闭锁式),电厂侧高频纵联保护没有停信从而导致两侧高频保护均未动作。以下主要对电厂侧主二的高频保护的行为过程进行分析。

2.保护动作行为分析

下图为电厂侧主二保护动作后,用保护的软件调出保护装置的内部录波,从录波图获得以下动作时间信息:82ms保护停信,但是仅停了6ms左右,于88ms再次发信,在125ms时保护再次停信,此次停信后主二保护装置并未跳闸。

图1 电厂侧主二保护装置录波图

现主要对如下几个疑问点进行逐一分析:

82ms保护停信,6ms后于88ms再次发信:电厂侧主二保护的高频零序电流定值为1.6A,在88ms时,由于保护计算的零序电流定值小于1.6A(从图2中可以看出),所以88ms左右高频零序正方向元件返回,保护于88ms左右开始再次发信。

在122ms时保护再次停信:由于100ms左右,零序电流又大于1.6A,高频零序正方向元件经过20ms延时确认后动作,于122ms左右保护再次停信。

在129ms时保护停信且收不到闭锁信号,但高频保护未跳闸:正常情况下,高频保护停信且收不到闭锁信号后持续8ms,保护发跳闸令,所以理论上高频保护应该在137ms跳闸出口。但是主二的高频纵联保护在发跳闸令时,需要满足当前电流值大于一周波前电流值的0.8倍,增加此判据的目的是为了防止纵联方向保护在开关分闸时(如开关偷跳)误动作。由于此时故障已经被主一保护切除,故障相C相电流呈衰减趋势,不满足跳闸出口条件,因此主二的高频保护未发跳闸令。

图2 电厂侧主二保护的零序电流(Im0)幅值

本次故障属于经过渡电阻故障,故障量在保护定值的临界状态,由于采样差异的影响,主一保护跳闸先于主二动作,而主二的高频保护满足动作条件后,故障已经被主一的光纤纵联保护切除,使得主二的高频保护未来得及跳闸出口。在220KV线路故障的情况下,一套动作而另一套返回,虽然从上述原理分析情况看,两套保护动作行为并没有错误,但作为线路的两套主保护,是什么原因导致了保护有如此的差别,我们如何对保护动作结果是否正确作出客观的评价,这些疑问引发了我们对光纤纵联保护与高频保护优劣性问题做出进一步的分析。

来源:环球市场信息导报
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