继电保护技术 １ ０ｋＶ母线失压分析 杜娟，马骁，黄新，刘俊雁 ３２１０１７） （金华电业局，浙江金华［摘要］针对某ｌｌＯｋＶ变电站ｌＯｋＶ母分开关柜发生爆炸后，短路电流出现２次突增、１次突减，最后消失的变化过 程，分析故障发展过程，并对继电保护是否正确动作做出判断。 关键词母线短路开关柜 １故障概况 所示。整个故障持续２ ０７２ｍｓ，其中，０￣２９７ｍｓ短路电流 约为１ ２２４Ａ，２９７～１ ７６５ｍｓ短路电流约为１ ９９２Ａ， 某日凌晨１点１８分，某１ｌＯｋＶ变电站ｌＯｋＶ母分开 １ ７６５～２ ０７２ｍｓ短路电流约为１ ２２４Ａ。 关柜发生爆炸，＃１、＃２主变后备保护相继动作跳开 ＃１、＃２主变１ＯｋＶ开关，引起１０ｋＶ Ｉ、ＩＩ段母线失压。 ｌ１ ｌ ＶＶＶ ¨ ～ ’ ’ … ｎ… ｖ 、 Ｙ １、 …………… 、ｎｎｆ、 ｖ、ｎ １ 、ｉ 、“ 、ｎ １１０ｋＶ变电站未配置故障录波器，其电源侧２２０ｋＶ变电站 ｎ Ａ 、｛ 、 ｐ 、ｊ ｝、ｐ 、 ｝ ｛、 、 Ｎ ” 舳 ｗ 配置的ｌ１ＯｋＶ故障录波器显示故障电流先突增，２９７ｍｓ时 再突增约１倍，ｌ ７６５ｍｓ时突减约５０ ，２ ０７２ｍｓ时消 失。 ２故障发生前的系统运行方式 图２故障电流录波图 故障发生前的系统运行方式如图１所示。１１０ｋＶ变电 ｌｌ０ｋＶ变电站当地监控后台记录的信息显示：１： 站由２２０ｋＶ变电站甲通过线路１送负荷，线路２检修； １８：３０：１８０时，＃１主变１１０ｋＶ后备保护动作；１：１８： ＃１、＃２主变高压侧并列运行，１０ｋＶ侧分列运行，即 ３０：３３Ｏ时，＃１主变１０ｋＶ开关跳开；ｌ：１８：３０：５５０ １１０ｋＶ母分开关运行，１０ｋＶ母分开关热备用。 时，＃２主变ｌ１０ｋＶ后备保护动作；１：１８：３０：７１０时， ＃２主变１０ｋＶ开关跳开。主变保护动作跳１０ｋＶ开关 的整定时间为１．７ｓ，＃ｌ、＃２主变保护动作时差约为 ３００ｍｓ。 根据以上信息，忽略＃２主变负荷电流，建立短路电 流模型。１０ｋＶ母分开关Ｉ段侧先发生三相短路，流过线 路１的短路电流约为１ ２２４Ａ，此时＃２主变侧相当于开 ｌＯｋＶ １段母线 图１系统接线图 路，如图３（ａ）所示。故障发展到２９７ｍｓ（如图３（ｂ）所示） 时，１０ｋＶ母分开关ＩＩ段侧也发生三相故障，即ｌＯｋＶ母 １１０ｋＶ变电站＃１、＃２主变配置差动保护装置 分开关Ｉ、ＩＩ段侧均发生三相短路，此时１１ＯｋＶ变电站 ＬＦＰ一９７１Ａ、１ｌＯｋＶ后备保护装置ＬＦＰ－９７３Ａ、非电量保 ＃１、＃２主变高低压侧并列运行，流过线路１的短路电流 护装置ＬＦＰ一９７４。＃１、＃２主变ｌ１０ｋＶ后备保护装置 为１ ９９２Ａ，流过＃１主变的分流约为９９６Ａ，超过＃１主变 投入复合电压闭锁过流ＩＩ段保护（３２４Ａ、１．７ｓ），动作 １１０ｋＶ复合电压闭锁过流１Ｉ段保护定值（３２４Ａ），满足动 跳＃１、＃２主变１０ｋＶ开关；投入复合电压闭锁过流 作条件，经整定延时后，＃１主变后备保护动作跳闸， ＩＩＩ保护（３６０Ａ、２．Ｏｓ），动作跳＃１、＃２主变两侧三开 １ ７６５ｍｓ时＃１主变１０ｋＶ开关跳开。＃１主变１０ｋＶ开关 关（线路１或线路２开关、ｌ１０ｋＶ母分开关、＃１或＃２ 跳开后，＃１主变侧相当于开路（如图３（ｃ）所示），故障电 主变１ＯｋＶ开关）。 流降到１ ２２４Ａ左右，但仍超过＃２主变ｌｌＯｋＶ复合电压 ３动作过程分析 闭锁过流ＩＩ段保护定值（３２４Ａ），满足动作条件，经整定 延时后，＃２主变动作跳闸，２ ０７０ｍｓ时＃２主变１０ｋＶ开 ２２０ｋＶ变电站甲ｌｌ０ｋＶ故障录波器记录的波形如图２ 关跳开。 收稿日期：２０１２—０７—１１ 作者简介：杜娟（１９６７一），工程师，从事电力系统管理工作；马骁（１９７６一），工程师，从事电力系统管理工作；黄新（１９７０一），工程师，从事电 力二次系统管理工作；刘俊雁（１９６０一），工程师，从事继电保护整定计算及运行技术管理工作。 电工技术Ｉ ２０１３ ｌ １期ｆ２１ 继电保护技术 ４．１．２ ２２０ｋＶ变电站甲在最小运行方式下 在最小运行方式下，系统阻抗归算到１１ＯｋＶ变电站的 １０ｋＶ母线正序阻抗Ｘ ∑ 为０．３９３ ７。１１０ｋＶ线路１的短 路电流 ａ）＃２主变开路 （ｂ）＃ｌ、＃２主变开路 （ｅ）＃ｌ主变开路 为１２７ ５Ａ。 图３短路模型 ４．２ ｌＯｋＶ Ｉ、ＩＩ段母线同时故障 ４．２．１ ２２０ｋＶ变电站甲在最大运行方式下 由动作过程分析得出故障持续时序图，如图４所示。 ２９７￣１ ７６５ｍｓ，＃１、＃２主变高低压侧并列；０～２９７ｍｓ 或１ ７６５￣２ ０７２ｍｓ，＃１、＃２主变高低压侧分列。 在最运行大方式下，系统阻抗归算到１ １０ｋＶ变电站的 １０ｋＶ母线正序阻抗为： Ｘｌ∑…一ＲＭ＋ＲＩ ＋ＲＩｊ／２—０．２１３ ２ ｌｌ０ｋＶ线路１的短路电流Ｊ 为２３５ ５Ａ。 ４．２．２ ２２０ｋＶ变电站甲在最小运行方式下 在最小运行方式下，系统阻抗归算到１１ＯｋＶ变电站的 １０ｋＶ母线正序阻抗为０．２５７ ６。１ｌ０ｋＶ线路１的短路电流 为１ ９４９Ａ。 通过理论计算知，故障电流值与三相短路时的故障电 图４故障持续时序图 流较为接近。综上所述，ｌｌ０ｋＶ变电站继电保护动作正 确 参考文献 甬 ０．２７２ ２。 ４短路电流理论计算 最大运行方式下，２２ＯｋＶ变电站甲１１０ｋＶ母线的正序 ［１］国家电力调度通讯中心．电力系统继电保护实用技术问答 ［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２０００ ［２］崔家佩．电力系统继电保护与安全自动装置整定计算［Ｍ］． 北京：中国电力出版社，２００６ 阻抗标幺值Ｒ 为０．０４２；最小运行方式下，１１ＯｋＶ母线 的正序阻抗标幺值Ｒ 为０．０８６ ６。线路１的正序阻抗标 幺值Ｒ。 为０．０３４ ９；１１０ｋＶ主变的正序阻抗标幺值Ｒ 为 ［３］国家电力调度中心．电力系统继电保护实用技术问答ｒＭ］． ４．１ １０ｋＶ侧Ｉ段母线三相短路故障 ４．１．１ ２２．０ｋＶ变电站甲在最大运行方式下 在最大运行方式下，系统阻抗归算到１１ＯｋＶ变电站的 ｌ０ｋＶ母线正序阻抗为： Ｘ１ ２５ ． 一ＲＭ＋ＲＩ ＋ＲＢ一０．３４９ ３ 第２版．北京：中国电力出版社，１９９９ ［４］朱声石．高压电网继电保护原理与技术［Ｍ］．北京：中国电力 出版社，１９９５ ［ｓｉｒｅ新学．电力网及电力系统［Ｍ］．第２版．北京：水利电力出 版社，１９８６ １１０ｋＶ线路１的短路电流为： 一［６］陈堂，赵祖康，陈星莺，等．配电系统及其自动化技术［Ｍ］．北 京：中国电力出版社，２００３ 一意× ４３７Ａ ［７］徐立子．变电站自动化系统的分析和实施［Ｊ］．电网技术， ２０００（５）：２５～２９ 式中，基准容量Ｓ 选取１００ＭＶＡ；１１０ｋＶ侧的基准电压 ＵＨ选取１１５ｋＶ。 （上接第１３页） （编辑 彭 湃） 压变化见表２，由此可得出瞬态电压变化率为５．５ 。 表２瞬态电压变化 率试验。１２Ｖ２８０型船用柴油发电机的瞬态调速率试验数 据见表１。 表１瞬态调速率 负载变化前（稳定状态） ——负载变化后（稳定状态） 瞬时转速／—— 计算结果 霉￣，／ｋＷ转速“ｒ．ｍｉｎ－Ｉ）（ｒ＂ｍｉｎ－＇） ｋｗ树（ｒ＂ｍｉｎ４）速荤 喜 负载增设的电抗器与水阻负载并列运行，既可完成负 载功率因数的调节，又能实现ＧＢ ０３—２。０８要求的机组瞬 态电压变化率试验。１２Ｖ２８０型船用柴油发电机的瞬态电 参考文献 ［１］苏文成．工厂供电［Ｍ］．第２版．北京：机械工业出版社，２００２ （编辑杨正君） ２２Ｉ ＷＷＷ ｃｈｉｎａｅｔ ｎｅｔ ｌ电工技术
