某110kV部分同桿并架雙回線同時誤跳閘原因分析

許津津+劉松燦

【摘 要】110kV部分同桿并架雙回線在部分運行方式下，由于零序電流受互感的影響，可能在一回線路故障的情況同時誤跳另一回線路。本文詳細分析了某起110kV部分同桿并架雙回線同時誤跳閘的事故情況，首先介紹了事故發展情況，然后根據故障錄波數據和波形分析了事故發生原因，最后提出了事故防范措施。

【關鍵詞】同桿并架；雙回線；零序互感；誤跳閘

引言

繼電保護在電力系統中對運行設備起著監視、控制、保護作用，對電網的安全穩定運行起著舉足輕重的影響。而保護裝置定值的整定時并不可能考慮所有的運行方式，因此，不可能保證在所有運行方式下都能正確動作，尤其在同桿架設的雙回線，很有可能在某些運行方式下誤動或者拒動。系統運行方式不斷變化，同桿并架線路電源強弱程度亦在不停變化，因此，網絡中正序電源阻抗和零序阻抗的變化程度不同，這會對零序和距離保護帶來較大影響，從而可能造成同桿架設雙回線在故障情況下誤跳閘。2013年04月27日06點08分，某220kV變電站110kV A線發生A相故障后跳閘，與A線同桿架設的B線亦同時跳閘后重合，未帶來嚴重的后果。本文首先介紹了事故時的運行方式及事故發展情況，然后根據故障錄波圖進行了詳細分析，最后針對這種情況提出了事故防范措施。

1. 運行方式及事故概況

1.1 運行方式

某220kV變電站220kV、110kV系統均為雙母線接線分列運行，兩臺主變中性點均接地運行。110kV A線掛I母線運行、B線掛I母線運行，兩條線路均送至另外一個變電站，兩條線路同時有線路T接其他變電站，該變電站110kV系統分列運行，兩臺主變中性點直接接地。系統接線圖如圖1所示。

1.2 事故概況

110kV A線、B線于2013年04月27日06：08故障同時跳閘，A線A相電流有所增大，B線B相電流有所增大。110kV A線#40塔A相的故障是比較明顯的，但是同塔的B線C相卻沒有任何故障痕跡。擴大B線的故障查找范圍，從#35桿至變電站構架均沒有發現B線C相的故障痕跡。

1.3 保護動作情況

A線和B線均配置了PSL621C保護。

（1）A線PSL621C保護動作報告如圖：

（2）B線PSL621C保護動作報告如圖：

2 .跳閘錄波分析

2.1 故障前情況

根據A線錄波圖形1及數據可知，故障前A線三相負荷對稱，無零序或負序分量，負荷電流在1.13A（折合成一次值約135A），電壓超前于電流18°。根據B線錄波圖形2及數據可知，B線三相負荷對稱，無零序或負序分量，負荷電流在1.63A（折合一次195A），電壓超前電流2°。

2.2 故障時0～15毫秒

根據圖3可知，故障時A線A相故障電流明顯增加，對應段母線A相電壓降低，零序電流3I0約12A（4*3），零序電壓3U0約為6.8（2.275*3），3I0超前于3U0為96度，符合正方向元件動作條件，負序分量3I2約24A（8*3），負序電壓3U2約為30.6（10.2*3），3I2超前于3U2為98°，符合正方向元件動作條件。

根據圖4可知，故障時B線C相故障電流略有增幅，對應段母線三相電壓變化不大，零序電流3I0在0～15毫秒區間，零序電流逐步增加，最大約3.978A（1.326*3），零序電壓3U0約為2.61（0.87*3），3I0超前于3U0為109°，符合正方向元件動作條件，負序分量3I2接近于0A。

2.3 故障時15～350毫秒

故障時A線A相故障電流明顯增加，對應段母線A相電壓降低，零序電流3I0有所增加約18.39A（6.13*3），零序電壓3U0約為8.808（2.936*3），3I0超前于3U0為91度，符合正方向元件動作條件，負序分量3I2約35.27A（11.79*3），負序電壓3U2約為40.35（13.45*3），3I2超前于3U2為95度，符合正方向元件動作條件。

故障時B線C相故障電流略有增幅，對應段母線三相電壓變化不大，零序電流3I0有所增加，約4.548A（1.516*3），零序電壓3U0約為2.79（0.93*3），3I0超前于3U0為93度，符合正方向元件動作條件，負序分量3I2接近于0A。

3. 原因分析及改進建議

綜合上述故障前及故障時A線、B線及對應母線電壓各序分量相量分析，可判斷A線保護跳閘為本線路故障所致，B線保護跳閘可初步判斷為同桿架設的A線路的零序互感影響導致的跳閘。因為故障時刻B線負序故障分量為0，如果是本線路發生了不對稱的故障，則負序分量不應為0。同桿的故障線路通過零序互感對于非故障線路的零序電流產生影響，相當于在非故障線路零序網絡中串入一橫向零序電動勢（類似于線路斷線），線路兩側的零序方向元件均判斷為正方向，且互感造成非故障線路流過的零序電流大于整定值，因而造成零序方向Ⅱ段過流保護動作。對于同桿架設線路存在電磁弱電聯系，當故障點越靠其中一條線路的某一端，全線零序互感對非故障線路影響更大，更容易造成線路零序方向保護的誤動作。

針對本次所發生的誤跳閘事故，本文提出了以下改進建議：

①核算零序過流保護靈敏度，適當提高零序方向Ⅱ段定值；

②于線路全線有靈敏度保護的零序方向過流保護（包括縱聯零序方向保護、零序方向Ⅱ段保護），在方向元件中增加負序分量判斷，采取零負序綜合判斷。

參考文獻：

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[2]盛海華，同桿并架雙回路繼電保護配置方案探討，浙江電力，1997.6

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