淺談弱饋保護在電網(wǎng)中的應(yīng)用及注意事項

鄭宗林

(深圳供電局有限公司,廣東深圳 518036)

淺談弱饋保護在電網(wǎng)中的應(yīng)用及注意事項

鄭宗林

(深圳供電局有限公司,廣東深圳 518036)

在去年的調(diào)度員正副值考試時,中調(diào)提了一個問題“什么是弱饋,弱饋的作用是什么”。確實,中調(diào)的日常工作中涉及修改弱饋保護的情況不少,從日志統(tǒng)計的結(jié)果看,去年全年有記錄修改的情況至少27次。那產(chǎn)生一個新的問題“中調(diào)在什么情況下考慮修改,為何不一直投入弱饋保護”,是運行方式的影響,還是與保護類型有關(guān),抑或是僅對于單供線路才有要求？

弱饋保護 電網(wǎng)

對于我們所管轄的110kV線路，在操作中基本沒有對弱饋保護的一個明顯要求，但弱饋的投退對事故的判斷造成影響。目前110kV線路部分弱饋一直在投入，部分卻一直未投，這又是基于什么考慮？

回顧2009年07月19日的110kV正坂線及鵬然線跳閘，兩條線路單側(cè)開關(guān)跳閘，在主保護投入的情況下，均為后備保護動作，經(jīng)查對側(cè)均未投入弱饋保護。

1 事件回顧

1.1 弱饋未投情況

110kV鵬然線大鵬站側(cè)開關(guān)跳閘。(天然氣站為終端站，主保護投入)

大鵬站保護動作情況：距離I段保護動作，重合閘動作失敗。故障相C相，測距3.6km。(線路全長6.141km)

注：線路為距離I段保護動作，則不難判斷故障點。如果故障點在線路的70%以外(現(xiàn)在距離I段保護范圍變?yōu)?0%)，就II段動作，則不利于調(diào)度判斷故障點。

1.2 弱饋投入的情況

110kV駿鵬I線兩側(cè)開關(guān)跳閘。(駿鵬II線已跳閘，駿鵬I線單回供電，大鵬站為負(fù)荷端，主保護投入)

駿康站側(cè)保護情況：縱聯(lián)距離、縱聯(lián)零序方向、距離I段、零序過流I段保護動作，C相故障，測距2.4kM，重合成功。

注：大鵬站為負(fù)荷端，有可能保護未能啟動，但由于其投入“弱電源側(cè)”控制字，通過弱饋邏輯向駿康側(cè)發(fā)出了允許信號，因此駿康側(cè)縱聯(lián)保護動作，大鵬側(cè)保護不動作。

2 保護原理

電力系統(tǒng)的輸電線路存在一側(cè)是弱電源，甚至是無電源的情況。在這些線路內(nèi)部發(fā)生故障時，弱電源側(cè)的保護很可能不啟動。對于允許式保護，弱電源側(cè)不發(fā)出允許信號，強電源側(cè)也不能跳閘，導(dǎo)致兩側(cè)保護不能快速跳閘甚至拒動。為解決此問題而設(shè)的保護稱為弱饋保護。

如圖1所示，單端供電系統(tǒng)，站B為純負(fù)荷側(cè)，且主變中性點不接地，則在線路L發(fā)生故障時，B側(cè)保護2因無故障電流流過而無法判別是正方向故障。因此線路L兩側(cè)裝設(shè)的依靠判斷故障方向原理的縱聯(lián)距離、縱聯(lián)零序保護無法動作，需要靠電源側(cè)保護的距離保護和零序過流保護動作切除故障，對應(yīng)的事故現(xiàn)象是開關(guān)1跳閘、開關(guān)2不跳閘，這給調(diào)度員判斷故障點帶來了困擾。

總的來說，弱饋的基本原理是當(dāng)保護的正方故障判別元件和反方向判別元件均不動作，而低電壓又滿足條件時則給對側(cè)發(fā)信讓對側(cè)的主保護動作跳閘。

圖1

圖2

圖3

3 投入情況

目前深圳電網(wǎng)只有部分線路投入弱饋。

以110kV輸電線路為例，目前深圳電網(wǎng)采用的線路主保護裝置型號有三種：(1)RCS-941B縱聯(lián)保護;(2)RCS-943電流差動保護;(3)LFP-941B縱聯(lián)保護。

在有弱電源側(cè)的線路中：

(1)主保護裝置型號為RCS-941B縱聯(lián)保護的部分單回路線路投入弱饋，如：駿鵬I線。(對弱電源側(cè)均要求投入弱饋保護，但無法統(tǒng)計是否已經(jīng)執(zhí)行，因此弱饋保護投入情況以現(xiàn)場為準(zhǔn))

(2)主保護裝置型號為RCS-943電流差動保護和LFP-941縱聯(lián)保護的線路沒有投入弱饋。(定值單無此項，無法進行投退)

4 投入風(fēng)險及問題

(1)若兩側(cè)都投入了“弱電源側(cè)”，會產(chǎn)生什么風(fēng)險？假如發(fā)生遠(yuǎn)端區(qū)外故障時，兩側(cè)保護有可能正方向元件均不動作，而低電壓或電流條件滿足，可能會導(dǎo)致反方向側(cè)保護誤發(fā)信而導(dǎo)致保護誤動作。如圖2所示，若E、F同時投入“弱電源側(cè)”，當(dāng)線AB故障時，可能導(dǎo)致線路EF誤動作。因此，不允許在線路兩側(cè)同時投入保護的“弱電源側(cè)”。

(2)若只是單側(cè)投入“弱電源側(cè)”，是否就沒有風(fēng)險？例如投入“弱電源側(cè)”一側(cè)的反方向元件的靈敏度低于對側(cè)正方向元件，當(dāng)出現(xiàn)反方向故障時，可能會出現(xiàn)“弱電源側(cè)”功能一側(cè)反方向元件不動作，而“弱電源側(cè)”功能滿足條件，誤發(fā)信造成保護誤動作的極端情況。如圖3所示，D側(cè)投“弱電源側(cè)”功能，當(dāng)線路EF故障時將出現(xiàn)這種情況。因此，單側(cè)投“弱電源側(cè)”功能，也可能由于定值整定問題，導(dǎo)致兩側(cè)保護方向元件無法配合而出現(xiàn)誤動作。目前這段風(fēng)險已通過規(guī)程進行管理：規(guī)程規(guī)定“反方向元件靈敏度必須大于正方向元件”。

5 調(diào)度處理此類事件注意事項

(1)光纖差動不判方向，不存在弱電源問題。

(2)中調(diào)修改弱饋保護的情況。220kV無旁路變電站直接配置兩套光纖差動保護，不存在弱饋問題;而對于220kV存在旁路的變電站，由于大部分光纖差動不能代路(注：并非所有光纖差動保護通道都不能切換，如：西鄉(xiāng)站配兩套光纖差動，有一套931的旁路保護，專供光差代路用)，此時會配置另一套主保護為高頻保護，即使是雙回供電的負(fù)荷側(cè)變電站，也存在一回跳閘后另一回單供而成為弱電源的情況。基于此考慮中調(diào)在改變運行方式時仍會頻繁改動高頻保護的弱電控制字。

(3)對于單供的終端站，出現(xiàn)事故跳閘時多一種判斷可能。若出線單側(cè)開關(guān)跳閘且為距離II段動作，也可能是區(qū)內(nèi)故障。

(4)投弱饋不是要兩側(cè)開關(guān)同時跳，而是讓電源側(cè)主保護動作，因此投入弱饋保護線路單側(cè)開關(guān)跳閘也屬于正?，F(xiàn)象。