110 kV內橋接線變電站進線單相斷線調度處理對策

蔡東軍，鄭　瑜

(國網寧波供電公司，浙江 寧波　315000)

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110 kV內橋接線變電站進線單相斷線調度處理對策

蔡東軍，鄭瑜

(國網寧波供電公司，浙江 寧波315000)

110 kV內橋接線變電站進線單相斷線故障在實際電網運行中并不常見，這類故障具有其特殊性，一旦出現后，如何進行準確判斷并進行有針對性的處理成為一個值得探討的課題。以地區電網110 kV變電站為例，分析了高壓側發生單相斷線時發生的現象及特點，并提出相對處理對策，為調度部門快速、準確判斷此類故障提供依據與參考。

內橋接線；單相斷線；調度處理

110 kV內橋接線變電站進線單相斷線故障在實際電網運行中并不常見，而且通過相關指示儀表很難明確判斷其故障類型[1]，因此需要進行理論分析概括其特點，以便為實際電網運行及調度處理提供依據和參考。

1　110 kV系統單相斷線建模

以地區電網110 kV變電站為例進行分析。當該變電站單線供全所負荷時，若單相斷線(以A相為例)，假設斷線處為M點，p為上級電源側，q為110 kV變電站負荷側，如圖1所示。

圖1　某地區電網110 kV變電站單相斷線圖

M處斷線的三相邊界條件：

IMA=0，UMB=UMC=0

(1)

通過對稱分量法可得：

UMA1=UMA2=UMA0

(2)

由此可得單相斷線的對稱分量圖(見圖2)。

圖2　單相斷線的對稱分量圖

對于110 kV變電站而言，考慮主變110 kV中性點不接地的情況，并且110 kV中性點放電間隙沒有被擊穿，因此斷線時零序電流形成不了通路[2]。

2　單相斷線理論分析

2.1110 kV中性點不接地情況分析

對于110 kV變電站而言，考慮主變110 kV中性點不接地情況，并且110 kV中性點放電間隙沒有被擊穿，因此斷線時零序電流形成不了通路[3]，則：

Z1=Z2，Z0=∞

(3)

(4)

UMA=UMA1+UMA2+UMA0=1.5EA

(5)

(6)

(7)

PMA0=0

(8)

Z1=Zp1+Zq1

(9)

式中Z1——正序阻抗；Z2——負序阻抗；Z0——零序阻抗；Zp1——斷線處至上級系統的正序等效阻抗和，Zq1——斷線處以下q站正序等效阻抗和。

負序和零序以此類推：Z2=Zp2+Zq2，Z0=Zp0+Zq0

經計算可得：

UpA=UpA1+UpA2+UpA0=EA

(10)

UpB=αUpA1+αUpA2+UpA0=α2EA=EB

(11)

UpC=αUpA1+α2UpA2+UpA0=αEA=EC

(12)

也就是說，斷相后p側(供電側)三相電壓維持不變

對于q側而言，及斷相處以下，及q站側：

(13)

=α2EA=EB

(14)

=αEA=EC

(15)

即斷相后q側(受電側)斷線相電壓幅值變為額定值的一半，方向與原方向相反，另外兩相保持不變。

對于空充線路，則如下計算可得：

UpA=UpA1+UpA2+UpA0=EA

(16)

UpB=α2UpA1+αUpA2+UpA0=α2EA=EB

(17)

UpC=αUpA1+α2UpA2+UpA0=αEA=EC

(18)

即空充線路單相斷線時，其各相相電壓維持不變。

對于中性點

(19)

即中性點電壓為額定電壓幅值的0.5倍，方向和A相電勢相反。因此，在單相斷線的情況下，不能合上主變110 kV中性點接地閘刀。

對于q站主變高壓側電流，經計算可得[4]：

PA=PA1+PA2=0

(20)

(21)

(22)

2.2110 kV中性點接地情況分析

中性點接地時，零序網絡流通，其正序、負序、零序電路圖仍然為圖2，推算方法類似，在此不再累述。由推導可得[5]：

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

UPA=EA,UPB=EB,UpC=EC

(28)

(29)

UqB=EB，UqC=EC

(30)

(31)

(32)

3　單相斷線運行對保護及備自投的影響

3.1對距離保護的影響

單相斷線時，供電側三相電壓維持不變。當零序阻抗大于正序阻抗時，非故障相電流減小；當零序阻抗等于正序阻抗時，非故障相電流不變；當零序阻抗小于正序阻抗時，非故障相電流增大。對一般的110 kV系統，正序阻抗和零序阻抗數值較接近，非故障相電流與斷相前電流相比沒有大的變化。

斷相后，對110 kV線路距離保護而言，既無低電壓又無大電流，影響較小。

3.2對距離保護的影響

斷相處兩側若沒有接地中性點，則零序電流不能流通，此時零序電流為0。

當線路末端110 kV主變中性點接地時，經計算單相斷線相流過系統側110 kV線路保護的零序電流約等于斷相前故障前負荷電流[6]。

3.3對備自報裝置的影響

對一般的受電側，既無系統中性點也無接地中性點，故受電側110 kV母線各序電壓等于斷相處各序電壓。受電側備用電源自動投入裝置(BZT)，能夠感受到低電壓、負序電壓、零序電壓三種電壓異常，根據不同裝置原理，可能會報母線PT斷線告警，因BZT放電邏輯為判三相PT斷線，所以，母線PT斷線一般不閉鎖BZT，110 kVBZT仍能正確動作。

4　單相斷線后調度部門處理對策

其次通知變電站運行人員進行現場檢查，確保相關一、二次設備正常，BZT可正常動作；

建議通過BZT冷倒方式進行負荷轉移，并進行后續相關線路消缺工作。

5　結語

本文以地區電網110 kV變電站為例，分析了高壓側發生單相斷線時發生的現象及特點，并提出相對處理對策，為調度部門快速、準確判斷此類故障提供依據與參考。

[1]林志超.中壓電網系統中性點接地方式的選擇與應用[J].高電壓技術，2004(4)：61-62,64.

Lin Zhichao.The selection and application of neutral grounding method of MV network[J]. High Voltage Engineering, 2004,30(4):60-61,64.

[2]李光琦.電力系統暫態分析[M].北京：中國電力出版社，1995.

[3]陽家書，李國友，孫建華.一次110 kV線路單相斷線故障的繼電保護動作分析[J].繼電器,2007，35(22)：58-60.

YANG Jia-shu, LI Guo-you, SUN Jian-hua. Analysis of relaying operation on a single phase breakoff fault of 110 kV transmission line[J]. Relay,2007,35(22):58-60.

[4]賀家李，宋從矩.電力系統繼電保護原理[M].北京:水利電力出版社,2000.

[5]宋光文.賀州道石.220 kV變電站電容器故障的分析[J].廣西電力技術,2002(1)40-41.

SONG Guang-shi, LEI Honh-mei. Diagnosis on the capacitor fault in Daoshi 220kV Substation in Hezhou District[J]．Guangxi Electric Power Technology，2002(1) 40-41．

[6]華中工學院.電力系統繼電保護原理與運行[M].北京:水利電力出版社,1981.

(本文編輯：趙艷粉)

Scheduling Management Strategies for Single-Phase Break of Inlet Line With Bridge Connection in 110 kV Substation

CAI Zhen-hua, ZHENG Yu

(State Grid Ningbo Electric Power Supply Company, Ningbo 315000, China)

Single-phase break of inlet line with bridge connection in 110 kv substation is unusual in actual operation of power grid, but this kind of failure has its particularity, and how to identify and handle has become a concern. Based on the local 110 kV substation, this paper analyzes the phenomenon and characteristics of single-phase break on HV side, and puts forward the relative countermeasures, providing reference for the rapid and accurate judgment of such failures.

bridge connection; single-phase break; scheduling management

10.11973/dlyny201604022

蔡東軍(1972)，男，高級工程師，從事電力系統安全監察管理工作。

TM63；TM645

A

2095-1256(2016)04-0504-03

2016-03-04