電網故障引起220kv線路縱聯保護誤動的原因分析及處理

劉 莉

（四川明珠集團有限責任公司，四川 遂寧 629200）

電網故障引起220kv線路縱聯保護誤動的原因分析及處理

劉 莉

（四川明珠集團有限責任公司，四川 遂寧 629200）

目前，我國的電力構成系統中主要采用220KV站，而且使用時間大多達到10年的時間，由于使用時間較長，這些保護裝置中的易損元器件的性能不是很穩定，會對繼電保護裝置動作的可靠性產生影響。本文主要分析了電網故障引起220KV線路縱聯保護誤動的原因，以及預防處理方法。

電網故障；線路保護；縱聯誤動

0 引言

近幾年內，國內各地區不斷擴大220KV電網的架設范圍，推動了縱聯保護技術的發展。然而，在電網設備的日常運行中，電網故障容易引起220kv線路縱聯保護誤動，而高頻保護亦因此暴露出諸多不足之處，其中以閉鎖式保護和光纖差動保護為主的線路保護裝置，在出現錯誤保護動作時，就會引起線路聯動保護誤動。文章在該背景下，以遂寧市電網故障事故為切入口，深入剖析電網故障引起220kv線路聯動保護誤動原因和研討電網故障引起220kv線路聯動保護誤動處理措施。

1 電網故障引起220kv線路聯動保護誤動案例概述

2013年遂寧市電網220kv雙萬東線發生了B相接地故障，作出正確保護動作的線路僅為兩側，其中發生于重合閘的動作，縱聯后加速保護動作，造成二線斷路器三相跳閘，從而影響了電網的安全運行。二線按雙重化的原則有配置了2套的線路保護裝置，分別是閉鎖式保護和光纖差動保護，這次事故產生的主要原因是光纖差動保護動作正確，但是在重合閘過程中未能起到后加速保護用。其中左側線路在28ms、48ms、683ms、707ms、742ms、752ms、760ms、790ms時，會分別出現縱聯保護B相跳出口、縱聯保護B相斷開斷路器、重合閘動作出口、B相TWJ變位、形成對側B相短路器合閘電壓、斷路器合閘、三相斷路器斷開；而右側線路在28ms、47ms、671ms、730ms、742ms時，會分別出現縱聯保護B相跳出口、斷路器斷開、TWJ變位，以及重合閘動作出口等情況。

2 電網故障引起220kv線路聯動保護誤動原因分析

從分析該故障的錄波圖上來分析，這左右兩側線路所發生的故障主要是B相瞬時接地故障，在左右兩線路發生重合閘動作后線路沒有發生故障，正常情況下縱聯后加速保護部應該有動作，但事實上卻發生了誤動，主要邏輯分析如下：

（1）從分析結果來看，當線路發生保護處于開放狀態，其加速保護的前提，是TWJ返回，同時經20ms延時，或者斷開相有電流，加速保護的條件是TWJ接點返回并經20ms延時或斷開相有電流，在TWJ接點返回，同時保持阻抗元件在定值范圍內，縱聯就會產生加速保護的動作。根據線路發生故障的事實來看左側保護在故障發生后的707ms有出現接點返回的情況，而到了53ms之后才發生B相短路的合閘。當保護檢測到TWJ接點返回并經20ms后確認線路恢復全相運行，B相斷路器并未真正合上，線路仍然處于非全相運行狀態。

（2）在重合閘動作過程中，由于保護電壓取自線路電壓互感器，當線路處于非全相運行時斷開相B相電壓很小，幅值大約為14V，B相電流為0。判斷斷路器是否發生重合最主要的是要提取斷路器合閘位置繼電器的TWJ信號，從故障的情況來看，TWJ線圈被短接，接點被返回，從而發生了誤動保護。因此此時的斷路器還沒有實現真正意義上的合閉，造成線路保護發生提前的加速功能，事實上是該接線中的TWJ接點變位的是重合閘而不是斷路器合閘。斷路器合閘所需時間一般是在60ms到80ms之間，少數的斷路器合閘所需的時間會超過120ms，該接線會對線路保護的邏輯產生主要的影響作用，造成后加速的誤判。其中接線的TWJ接點變位和斷路器主觸頭存在差異性，因此無法將斷路器合閘狀態全面體現出來。

（3）通過對右側線路操作回路的TWJ接線的進一步檢查發生接在斷路器輔助接點的，當發生重合閘動作之后，TWJ接點不會出現立即返回現象，當斷路器真正合閘且斷路器輔助接點動作后才返回。因此，TWJ變位對斷路器是否真正合閘具有比較有參考意義。

3 電網故障引起220kv線路聯動保護誤動處理措施

高壓輸電線路發生故障大多是由于單相瞬時接地短路造成的，為對縱聯距離的線路起到保護作用，防止合閘環流引起誤動，一般我們采用以下的措施來進行處理。

3.1 接點位置添加TWJ

TWJ回路是屬于一種開入回路，在對線路的保護中起著關鍵的作用，目前市場使用的國產微機保護就是通過TWJ回路來實現全相及非全相運行、手合及重合后加速、電壓互感器斷線及跳閘位置停信等邏輯功能，這些跟它所發揮的保護動作性能有著密切的聯系，所以需要重視斷路器輔助開關轉換的時間和主觸頭動作時間的配合。因此，要求TWJ回路要具備準確、真實反映斷路器的實際狀態。

3.2 增添閉鎖處理

單相合閘過程中，線路的運行情況是非全相的，比如像一些阻抗元件在非全相運行時很容易產生誤動，因此可以采用增加必要的閉鎖措施來解決這個問題。比如，當某相阻抗元件達到定值，同時該相的電流比某一門檻值還要大時才可以發揮作用，避免出現由于斷開相電壓較低且存在零序電流時阻抗加速元件誤動。在選取電流門檻值時應避開電容電流，這樣，一方面才能對斷開相是否處于合閘狀態進行識別，另一方面也可以避免電容電流影響到后加速保護。由于220V高壓發生故障時的電流都比較大，一旦遇到金屬性故障，電流更大，所以門檻值不會對阻抗元件產生誤閉鎖動作。

3.3 線路運行狀態的判斷

由于受到的影響因素復雜多變，TWJ接點出現返回現象那不代表斷路器合閘，換個說法就是TWJ返回與斷路器合閘并不具有同步性。為增加后速保護動作的可靠性，有效、徹底的解決方法就是根據線路的電壓和電流量的運行狀態來判斷線路運行的狀態，而不是僅僅通過判斷TWJ的開入方式來判斷。以目前市場上使用最多的電壓取自線路電壓互感器為例，在非全相運行時，斷開相的電壓為殘壓，數值比較小，電流的數值幾乎為零；在全相運行時，三相電壓額定值比較大，三相電流為負荷電流，在全相運行出現線路故障時，電壓比較小，而電流則比較大。換句話說，線路處于不同運行狀態時電氣量所呈現出來的特征是不一樣的，可以根據這些特征來判斷線路運行狀態。

4 結束語

綜上所述，220KV的輸電線路大多采用的是單相自動重合閘，準確判斷斷路器是否處于合閘狀態是避免保護不正確動作的前提，對采用線路電壓互感器的，應對加速距離廉采取閉鎖措施，TWJ接點要能準確反映斷路器的合閘狀態，根據線路電壓、電流量判斷運行狀態并加以處理解決。

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［2]付文竹.光纖方向縱聯保護誤動的原因分析與改進［J].科技創新，2010（03）：23

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