一起110 kV“手拉手”接線系統自愈保護動作原因分析及處理

茅偉杰，曹育碩，沈珉峰，李 煜 ，陳 濤，陳 俊

(國網上海市電力公司松江供電公司，上海 201600)

110 kV“手拉手”接線系統中，當變電站處在開環點，在上級電源失電時通過備用電源自動投入裝置來恢復供電，當變電站處在非開環點時則是無法實現的[1-4]。為了解決此問題，并進一步保證電網的安全可靠運行，提出自愈系統方案[5-6]。目前，110 kV自愈系統的原理和系統框架已基本成型，在上海電網中已廣泛應用[7]。

1 110 kV自愈保護動作方式

110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖一如圖1所示。

圖1 110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖一

開環點選擇A1開關，對自愈保護的動作方式進行分析，動作情況如表1所示。

表1 110 kV自愈保護動作情況

110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖二如圖2所示。

圖2 110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖二

開環點選擇C1開關，對自愈保護的動作方式進行分析，動作情況如表2所示。

表2 110 kV自愈保護動作情況

110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖三如圖3所示。

開環點選擇C1開關，對自愈保護的動作方式進行分析，動作情況如表3所示。

圖3 110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖三

表3 110 kV自愈保護動作情況

110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖四如圖4所示。

圖4 110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖四

開環點選擇D1開關，對自愈保護的動作方式進行分析，動作情況如表4所示。

表4 110 kV自愈保護動作情況

110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖五如圖5所示。

圖5 110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖五

開環點選擇D2開關，對自愈保護的動作方式進行分析，動作情況如表5所示。

表5 110 kV自愈保護動作情況

110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖六如圖6所示。

圖6 110 kV電網“手拉手”鏈式自愈保護接線圖六

開環點選擇B1開關，對自愈保護的動作方式進行分析，動作情況如表6所示。

表6 110 kV自愈保護動作情況

2 事故分析

2.1 事故經過

2020年8月18日14:15:45:00，110 kV C站自愈系統檢測到110 kV 2號線路失去電壓，繼而動作跳開110 kV D站110 kV 3號線路開關，并合上開環點110 kV C變電站110 kV 1號線路開關。該串自愈系統一次接線圖如圖7所示。

圖7 110 kV變電站自愈系統一次接線圖

2020年8月18日14:15:45:73，110 kV C站I母、II母有壓標志由1變0，I母、II母無壓標志由0變1，自愈啟動；8月18日14:15:47:74，自愈系統動作跳開110 kV D站110 kV 3號線路開關；8月18日14:15:46:76，自愈系統動作合上開環點110 kV C站110 kV 1號線路開關。

2.2 事故分析

通過分析自愈系統主站裝置本次的動作波形，在動作時存在110 kV D變電站3號線保護跳閘信號，以及110 kV C變電站失壓的情況。

自愈系統主站收到110 kV D站3號線路保護跳閘信號時，若無其他故障定位判據滿足，則判定為110 kV 3號線路故障，即圖2中的K1點故障。為了防止保護跳閘信號誤開入，自愈系統還要求串內任一變電站不滿足有壓條件才允許動作，因此在110 kV C站失壓后才滿足自愈系統的動作條件，這時跳開110 kV D站3號線路開關，合上開環點110 kV C站1號線路C1開關。

此次動作的異常情況在于實際上110 kV 3號線路并沒有故障，但從整個動作過程中110 kV D站3號線路保護跳閘信號一直存在，因此該信號存在長期開入的可能。到110 kV D站查看，發現接入D站自愈系統主站的3號線路保護跳閘繼電器輸出一直閉合，這導致D站3號線路保護跳閘信號一直為“1”，因此使得自愈系統判別為3號線路故障，即圖2中的K1點故障。經檢查發現，D站3號線路二次回路發現接線錯誤，存在寄生回路，接線圖如圖8所示。由于接線錯誤，當合上縱差跳閘至自愈壓板后，自愈信號正電通過壓板直接回到自愈子站開入，直接短接了3號線路縱差保護裝置的跳閘出口開出，從而造成3號保護動作開入量一直為1。

圖8 110 kV D站3號線路縱差保護至自愈信號接線圖

由于線路未實際發生故障，查看電源站220 kV A站故障錄波后并未發現線路失壓，同時可排除電壓互感器(PT)本身的問題。由于電壓互感器采用單相分別測量，而自愈系統需三相全部失壓才會判斷為失壓，三相電壓互感器全部同時出現故障的概率極低，因此可排除一次回路發生故障，應是二次回路問題。自愈系統采集的電壓取自8 PT1之后，8 PT1為測量/保護電壓次級總小開關，DSX1為中間繼電器，如果8 PT1跳開、DSX1失電或自愈系統2號電壓小開關跳開，都可能切斷電壓回路，導致自愈系統采集不到2號線路電壓，導致自愈裝置判別為線路失壓。

經查看現場，電壓互感器輸出電壓正常且8 PT1小開關和2號電壓小開關都未跳開，同時現場接線并未有松動，因此可排除這些元件或回路故障跳開導致。分析至此，應該是DSX1失電，輔助觸點斷開導致電壓回路被切斷。110 kV匯控柜交流電壓回路圖紙如圖9所示。

圖9 交流電壓二次回路圖

3 優化建議

(1) 建議會同設備廠家一起檢查自愈裝置開入量，要求到出開入量表一一進行核對，并對二次回路進行分析檢查，避免存在寄生回路。

(2) 核對自愈系統版本，認真研讀說明書，與設備廠家技術人員確認保護邏輯。

(3) 現場聯調時出現的問題應及時、詳細地記錄下來，及時回溯。

4 結語

本文主要對一起110 kV變電站自愈保護動作情況進行事故分析和后續優化處理，其事故處理經驗具有一定的借鑒作用。首先對110 kV電網“手拉手”鏈式接線自愈保護的動作方式進行分析，然后對一起110 kV變電站自愈系統動作情況進行分析，最后對110 kV電網“手拉手”鏈式接線自愈系統提出了優化建議，為今后的運行管理提供實際參考。