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继电保护后加速的动作分析继电保护后加速的动作分析 在一次 35 kV 母线检修后的送电中,出现了线路由于后加速保护动作跳闸送不上电的 现象。 1 运行方式及接线方式运行方式及接线方式 现象及记录如下。 当时的运行方式:变电站主接线如图 1 所示,电网系统联络如图 2 所示。 图图 1 变电站主接线图 变电站主接线图 城西 110 kV 变电所及城东 110 kV 变电所均为 220 kV 独庙变电所的下级变电所(以下 分别简称西所、东所、独所),分别通过独西线、独东线对西所、东所供电及联络。西所和 东所通过西东线联络。 图图 2 电网系统联络图 电网系统联络图 因西所 35 kV 母线 I、 II 母线轮停,正常运行在西所 35 kV 母线上的负荷, 基本上被转移 到东所, 如西化线、 西龙线。 剩余负荷极少, 造成西所容量为 30 MW 机组 (接待负荷 29 MW) 大约通过西所#1、#2 主变倒送至 110 kV 母线 10 MW,通过西东线送至东所 15 MW(西东 线无功为 6 Mvar)。 35 kV 母线轮停检修工作已进行完毕, 两条母线已经送电完毕, 需要将西化线负荷由东 所切回西所。由西所对线路充电充好后,拉开断路器,由化肥厂变电所处合上联络隔离开关 后,西所再次送电与东所合环,合闸后西化线重合闸后加速动作,跳开断路器。 2 后加速保护动作的原因分析后加速保护动作的原因分析 西化线的过流时限为 2.2 S,速切动作电流值为最大负荷电流(500 A)乘以可靠系数 1.25 为 625 A,时间为 0.5 s。手动送电后加速保护,当线路电流超过速切动作电流时无时限 跳闸。经简单分析后,认定为由于系统合环时环流过大造成跳闸。在反复空负荷试验确认设 备及线路无故障, 并且比较东城变电所与西城变电所的 35 kV 母线电压压差极大 (东城变电 所母线电压 36.5 kV,西城变电所母线电压为 37.5 kV,母线电压差为 1 kV)后,解除了西 化线手动后加速功能,送电成功。 为进一步从理论上阐明合环电流的大小,作出等效电路图如图 3 所示。 图图 3 合环电流分析等效电路图 合环电流分析等效电路图 分析计算如下: 关于图中等效参数的计算从略,列出计算结果如下:西东线电抗为:0.022 + j0.044 , 东城变电所、西城变电所主变压器并联等效电抗为 0.115 + j2.01,西化线等效电抗为 0.476 + j2.05 ,东化线等效电抗为 1.047 + j4.411 (为便于计算,东城变电所与西城变电所的 35 kV 合环电流,将各参数归并至 35 kV 侧)。 西东线有功负荷 15 MW,无功负荷 6 Mvar,西化变有功为 22 MW,无功为 8.17 Mvar。 以东城变电所 35 kV 母线电压为基准电压,当时大约为 36.535 kV。 计算合环前西城变电所与东城变电所 35 kV 母线理论压差如下。 两变电所 35 kV 母线间等效电抗为 (0.022 + 0.115 + 0.115) +j(0.044 + 2.01 + 2.01) = 0.252 +j4.064 理论压差为 U = (150.252 + 64.064)/36.5 = 0.77 kV 对比当时的两侧母线电压指示,基本接近。 计算东化线的压降为 U = (201.047 + 8.174.411)/36.5 = 1.62 kV 合环瞬间时西化线电流为 I = U/R,U = (0.77 + 1.62) = 2.39 kV,R 为西化线的等效电 抗等于 2.01 ,电流为 1180 A,远大于后加速的动作电流,手动后加速动作也就不奇怪了。 并列运行无功补偿电流为:东城变电所与西城变电所母线压差/东化线与西化线的等效 电阻之和 = 0.77/(2.01 + 4.53) = 117 A。 西化线合环电流为负荷电流 485 + 117 = 602 A,小于速切保护的动作电流 625 A。 由以上的计算可知,西化线解除手动后加速后送电是安全的。 3 几点思考几点思考 区域电网的负荷分配不当,重载线路的电压等级选择不当,是造成此次送电中因合环 电流过大,导致后加速保护动作的主要原因。 区域电网的小电源分布不合理,是导致电网在检修时,调度困难的主要原因。从西城 变电所的负荷来考虑,所带的发电机组在低谷负荷时已经超过了地区容量的 70%,剩余负 荷要反送 110 kV 系统,对于西城变电所的调度极其困难。 在区域电网的调度中,要防止出现低压电源向高压电源反送的现象出现,使低压母线 电压超标。要尽可能的保持功率流向为由高压电源流向低压电源。 现场在倒闸操作过程中出现的问题,要及时的通过理论计算得出操作依据,避免操作 的盲目性。
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