黃正瓊

摘 要：線路故障中有很大一部分是線路單相接地故障引起的，并且這些故障屬于間歇性突然癥狀，只有利用線路重合閘恢復(fù)正常，而由于110 kV線路系統(tǒng)的特殊性，有時(shí)即使將線路恢復(fù)仍會對用電造成影響。文章正是基于此對110 kV線路在接地時(shí)的主變保護(hù)動(dòng)作以及線路的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)闡述，并且有針對性地提出解決措施。

關(guān)鍵詞：110 kV線路；單相接地；故障；措施

中圖分類號：TM773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）2-0112-01

1 110 kV變壓器整定原因分析

1.1 間隙零序電流保護(hù)

在《3-100 kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》中規(guī)定間隙零序電流保護(hù)的每次電流可以設(shè)定在40-100 A的范圍內(nèi)，并且當(dāng)保護(hù)過程完成后可有0.3～0.5 s延時(shí)跳變壓器每個(gè)側(cè)斷路器。因?yàn)殚g歇性過電流在間歇性放電的時(shí)候要立即切斷變壓器，所以這段間隙的間隔長度的設(shè)定能決定間歇保護(hù)是否有效。此設(shè)定需要符合以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：首先避開單相接地暫態(tài)電壓，同時(shí)要保證系統(tǒng)的接地效果。其次當(dāng)系統(tǒng)丟失接地中性點(diǎn)或者單相接地不正常的時(shí)候，間歇根據(jù)情況放電，最后間歇實(shí)際設(shè)定時(shí)，間歇長短的最長度和最短度基本不會發(fā)生交合。所以實(shí)際操作中涉及的因素更多，規(guī)定當(dāng)中的40～100 A的范圍并不適用，目前間隙的間隔一般選擇在110～135 mm。由此可知110 kV系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地之后主變中性點(diǎn)間隙性過流保護(hù)的現(xiàn)象是正常的。

1.2 間隙零序電壓保護(hù)

規(guī)定中又指出由于110 kV變壓器零序電壓對中性點(diǎn)起到保護(hù)作用，因此3 U0定值較多情況設(shè)定在150～180 V中，保護(hù)任務(wù)完成后可有0.3～0.5 s延時(shí)跳變壓器每個(gè)側(cè)斷路器。在實(shí)際操作過程中對于零序過壓保護(hù)的限定值應(yīng)該考慮以下幾個(gè)因素。

首先，110 kV線路在丟失接地中性點(diǎn)的時(shí)候出現(xiàn)單行接地短路現(xiàn)象，連接在開口三角繞組的零序過電壓防護(hù)應(yīng)可靠反應(yīng)。當(dāng)中性點(diǎn)沒有連接地點(diǎn)網(wǎng)中出現(xiàn)單相接地短路的情況時(shí)，出現(xiàn)問題相電壓為0，并且兩個(gè)正常相電壓上升至相電壓的倍，此時(shí)轉(zhuǎn)換到TV開口三角繞組位置的相電壓數(shù)據(jù)應(yīng)該是173.2 V。但是因?yàn)門V極限輸出是130～135 V。綜合兩個(gè)正常相電壓相位差和60?，因此3 U0設(shè)定值應(yīng)該是3 U0=（130-135）=（225-233） V。

其次，間歇性零序防護(hù)電壓應(yīng)該比變壓中性點(diǎn)的工頻耐壓低，并且一定情況下不能超過變壓器的中性點(diǎn)沖擊耐壓Uoop≤Krel×3×Uen/1.8。當(dāng)中Krel設(shè)定為0.9較為可靠；Uen是指工頻耐壓數(shù)值；1.8是穩(wěn)定和暫時(shí)狀態(tài)之比對110 kV側(cè)的工頻耐壓值是140 kV，所以Udzj

然后，當(dāng)中性點(diǎn)接地電網(wǎng)中出現(xiàn)單相接地短路的情況時(shí)零序過電壓保護(hù)切勿隨意操作。之后在單相接地短路并且系統(tǒng)丟失接地中性點(diǎn)后零序電壓保護(hù)才會有防護(hù)效果。另外在本地網(wǎng)內(nèi)部有中性點(diǎn)接地變壓器的情況下，也不要隨意操作零序電壓保護(hù)，因此要避開目前3 U0的電壓值數(shù)。如果X1、X2以及X0的數(shù)值相同，那么一句電壓的分配情況能夠知道短路位置的3倍零序電壓值為：

3Uko=×Uφ/（U/100）==100 V。

最后，針對短路點(diǎn)阻抗X0=X1時(shí)，Udzj=100 V；如果X0=3 X1，短路點(diǎn)的3倍零序電壓180 V，但真實(shí)情況是X0<3 X1，所以對TV進(jìn)行保護(hù)母線位置的3 U0相比三倍零序電壓的180 V小了許多。

總結(jié)以上計(jì)算結(jié)論，設(shè)定150～180 V的過壓保護(hù)，可以有效的滿足110 kV系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地情況時(shí)的保護(hù)動(dòng)作配合。

2 主變間隙保護(hù)動(dòng)作研究

110 kV線路保護(hù)主要有三種方式，即三段式零序保護(hù)、三段式接地長度保護(hù)以及三段式間隔保護(hù)。因?yàn)?10 kV變電站在負(fù)荷側(cè)沒有電源，所以主變高壓側(cè)中性點(diǎn)較多使用的方式是間歇接地，以用來配合零序過壓保護(hù)。

由于110 kV無延時(shí)的相隔長度I段以及接地長度I不能保護(hù)整段線路，因此需要依靠眼時(shí)段的相隔、接地距離在0.4～05 s的時(shí)間內(nèi)排除問題。如果110 kV線路在末端區(qū)域產(chǎn)生故障的時(shí)候，故障造成的零序電壓太高而導(dǎo)致株百年中心點(diǎn)間隙擊穿，那么根據(jù)規(guī)范文件說明，主變高壓側(cè)延時(shí)越0.5 s與主變中性點(diǎn)各側(cè)的開關(guān)開關(guān)跳開，并且零序保護(hù)Ⅱ段和Ⅲ段段保護(hù)出口跳開線路開關(guān)。當(dāng)線路出現(xiàn)臨時(shí)故障的時(shí)候，利用延時(shí)重合閘啟動(dòng)重合成功，那么線路送電正常，除非主變各側(cè)開關(guān)已經(jīng)跳開。

另外在電流較大的接地系統(tǒng)里，在發(fā)生接地故障的時(shí)候，零序網(wǎng)絡(luò)情況決定零序電流的位置以及零序電壓水平，零序網(wǎng)絡(luò)是由電網(wǎng)里中性點(diǎn)接地變壓器的位置分布。因此將零序網(wǎng)絡(luò)合理分配，是提高電網(wǎng)良好運(yùn)作的必要條件。而對于變壓器放電間隙的改進(jìn)需要注意以下要素：在實(shí)際實(shí)踐過程中，間歇放電電壓普遍比規(guī)范數(shù)值低，為了解決這種情況，可以加長間隙放電的長度，也可以在對間歇放電長度進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候把握好出現(xiàn)故障之時(shí)暫時(shí)狀態(tài)過電壓的作用，從而加強(qiáng)間隙擊穿的設(shè)定電壓。

3 110 kV線路單相接地保護(hù)整定配合研究

一方面，110 kV線路的所有配置迅速斷開保護(hù)，線路出現(xiàn)問題并且與人為操作無關(guān)，不需要為主變間隙的保護(hù)留時(shí)間。這種處理方式也是解決此等問題最有效的措施。目前110 kV線路全程速斷保護(hù)還難以實(shí)現(xiàn)，所以依據(jù)現(xiàn)狀必須采取輔助保護(hù)措施。

另一方面，110 kV線路對于線路任何一部位的故障都有較快反映的Ⅱ段保護(hù)時(shí)間設(shè)定為0.3 s，從而使線路出現(xiàn)故障時(shí)最快時(shí)間內(nèi)切斷。然后主變中性點(diǎn)間隙零序過流保護(hù)的數(shù)值設(shè)定為100 A，反應(yīng)時(shí)間需要與Ⅱ段線路保護(hù)相互協(xié)調(diào)，另外還要用0.3 s級差，和0.6 s的間隙零序過流保護(hù)跳主變各側(cè)，以上設(shè)置符合規(guī)程的要求，并且有在實(shí)踐中采用的真實(shí)性。

根據(jù)試驗(yàn)，110 kV線路發(fā)生故障時(shí)，先要將Ⅱ段0.3 s跳開線路開關(guān)，然后設(shè)定主變延時(shí)0.6 s返回，以用來解決110 kV線路接地故障。

4 結(jié) 語

接地故障是整個(gè)電網(wǎng)故障的重要組成，因此接地保護(hù)也是電網(wǎng)保護(hù)中的必要環(huán)節(jié)。上文中針對此現(xiàn)象對變壓器中性點(diǎn)間隙保護(hù)進(jìn)行客觀分析，還對110 kV線路在接地時(shí)的主變保護(hù)與線路的關(guān)系開展研究，并且提出了改善的措施，并且經(jīng)過一系列的試驗(yàn)證明，以上改善措施可以最大程度保證電網(wǎng)的良好運(yùn)作。

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