系統失電及晃電時PT 斷線閉鎖低電壓功能設置分析

楊洋

（大慶石化公司塑料廠，黑龍江 大慶 163714）

某企業因外部電網波動，導致內部110kV 總變進線電源波動，下級變電所失壓，具體動作情況如下。

1 綜合保護器動作狀況分析

某110kV 進線電源波動情況（如圖1）。

圖1 某總變110kV 故障錄波

查閱上述監控系統可知，外網電壓波動導致110kV 電源電壓瞬間跌落，約至額定電壓的63%，持續時間約60ms。爾后，電壓再次攀升至約額定電壓的78%左右，持續約2000ms，而后電源電壓趨近于0。至系統完全失壓，全程持續時間共5500ms。以此為電壓波動樣本，對下級變電所存在異常動作狀態的回路分析如下：

1.1 A 變電所

在外網停電事故中，A 變電所6kV I、II 段高壓電機綜保低電壓保護未動作。綜保故障報警情況如下： 電壓UL2_U23=0.57*Un 動作時間 。

該變電所所有電機回路低電壓保護動作值設定為60V、500ms，PT 斷線保護未投用，且當系統電壓低至5%時，將閉鎖低電壓保護。從上述綜保故障紀錄可知，當系統電壓波動處于電壓瞬間跌落階段時，由于系統電壓尚未低于額定電壓的60%，故綜保的低電壓保護未啟動。當系統電壓波動處于緩慢跌落階段時，系統電壓已經低于額定電壓的60%，但持續時間未超過500ms，所以綜保僅發出低電壓報警但未動作。系統失電后，6kV 高壓開關柜的真空斷路器處于合閘狀態。

1.2 B 變電所

外網停電事故中，B 變電所6kV I、II 段高壓電機綜保PT 斷線 頻率超范圍 保護動作，低電壓保護未能正常動作。其事件紀錄及錄波情況如表1。

表1 B 變電所綜合保護器事件及錄波信息

B 變電所所有電機回路低電壓保護動作值設定為60V、500ms，PT 斷線保護在30V 時啟動。由上圖可知，若要綜保發出“VTS fast ON（PT 斷線）”故障報警，系統電壓必須跌落至額定電壓的30%，即處于緩慢跌落的波動階段。但在此之前，當系統電壓處于額定電壓的30%～60%這一階段時，低電壓保護未能投入延時啟動。同時，電機運行電流增加導致綜保發出“Start1＞1 ON（過流一段）”報警，可側面證明系統電壓已經跌落。系統失電后，6kV 高壓開關柜的真空斷路器處于合閘狀態。

2 關于PT 斷線閉鎖低電壓

2.1 邏輯關系

以如下綜保為例，其中存在 斷線 瞬時PT 斷線兩種方式對低電壓保護進行閉鎖。由于低電壓保護邏輯并不將電流作為相應判據，因此，一旦出現PT 二次側接地、斷線或PT 二次側開關跳閘等異常狀態，導致三相電壓跌落時，若無PT 斷線閉鎖，將導致保護誤動，存在風險。綜保邏輯如下：

（1）瞬時PT 斷線。PT 斷線投入控制字為1 時，母線負序電壓大于0.08 倍額定電壓（PT 額定二次值）且負序電流小于0.1 倍額定電流時（CT 額定二次值），或者正序電壓小于0.04 倍額定電壓、線路有流并且最大相電流小于“過流Ⅲ段定值 時（區別于故障），發 瞬時PT 斷線告警 信號。當母線電壓恢復正常后， 瞬時PT 斷線告警 返回。

（2）PT 斷線。PT 斷線投入控制字為1 時，母線正序電壓小于0.3 倍額定電壓（PT 額定二次值）且線路有流，或負序電壓大于0.08 倍額定電壓（PT 額定二次值）時，保護不啟動，延時10s 發“PT 斷線告警”信號。當母線電壓恢復正常后，經1.25s 展寬，“PT 斷線告警”返回。

（3）低電壓保護。三個線電壓均小于低電壓保護定值，時間超過整定時間時，低電壓保護動作。低電壓保護經TWJ位置閉鎖。當裝置有 斷線 或 瞬時PT 斷線 告警時閉鎖低電壓保護。

2.2 PT 斷線與低電壓保護配合的隱患

當系統電壓直接消失或跌落至PT 斷線保護的設定范圍內時，低電壓保護將被閉鎖無法動作，當遭遇系統失電狀態時，電機回路的真空斷路器將處于合閘狀態。此時，一旦系統電力恢復，將造成電機同時啟動的情況，對電網形成巨大沖擊，引發二次電力擾動。

3 結語

3.1 PT 斷線保護設置必要性

在現有的工廠供電系統中，大部分以晃電不停工為目的設置保護，且一般集中在 低電壓保護 這一功能上，但斷線 狀況將衍生低電壓保護誤動的風險，由此 斷線保護 設置必要性不言而喻。

3.2 解決方案

（1）設置工藝聯鎖。為避免PT 斷線在停電后導致電機群起，可適當利用驅動設備的壓力、流量、溫度作為效驗值來對電機的運行狀態進行判斷，當確認電機停運或驅動能力降低時，發出停車信號，跳開電機開關。

（2）引入負序電壓判據。在系統電壓異常時，將衍生出不對稱分量。因此，將負序電壓引入PT 斷線的判斷，對產生負序電壓的異常狀態從PT 斷線保護中排除出去，避免保護誤動閉鎖低電壓。以上就是關于PT 斷線與低電壓保護配合之間的一些分析與討論。