线路单相断线造成终端变主变保护动作的分析

1线路单相断线造成终端变主变保护动作故障简述

2018一05一08T19:11:15,110kV高沟变1号主变高后备零序过压1时限出口动作,跳开1号主变高压侧701开关。系统侧220kV旗杰变的110kV旗高857线路保护零序1段、距离Ⅰ段出口动作,跳开110kV旗高线857开关。

2故障前运行方式

110kV高沟变单母分段接线,110kV高旗857线、高涟785线分别来自220kV变电站甲、220kV变电站乙,110kV分段710开关热备用,110kV1号、2号主变分别接于110kVⅠ、Ⅱ段母线。主接线图如图1所示。

3保护动作情况及原因

110kV高沟变侧,2018一05一08T19:11:15.392,110kV高沟变1号主变A套保护、B套保护高压侧零序过压1时限动作,1号主变故障波形如图2所示。

图2从上往下模拟量为:母线A相、B相、C相电压、零序电压,701开关A相、B相、C相电流:开关量为:保护启动元件、高间隙过流Ⅱ时限元件、高零序过电压Ⅰ时间元件。三条黄色虚线时间轴分别为40ms、340ms、540ms。

3.1波形简要分析

(1)故障开始时,高沟变110kVI段母线B相电压降低,出现了零序电压,零序电压值为153V(二次值)。300ms后,高零序过电压I时间元件动作。录波文件保护动作与动作报文、定值均吻合。

(2)故障过程中701开关B相电流电流为零,A相和C相电流幅值相等、相位相反。

220kV旗杰变侧,19:11:15.881,旗高857线路保护B相距离I段、零序I段动作,61ms故障切除,1686ms重合闸动作,线路仍存在故障,保护加速动作不再重合。波形如图3所示。图3从右往左分别为:线路抽取电压Ux、母线A相电压、母线B相电压、母线C相电压、零序电流、线路A相电流、线路B相电流、线路C相电流。图中上侧虚线为故障启动0s,下侧虚线为故障切除70ms。

线路巡视检查:110kV旗高857线路2.4km处B相线路脱落至地。

3.2线路单相断线后终端变电气量分析

该故障为线路单相断线故障,对于B相断线,有:

分别为断线处两点间A、C相电压。

复合序网如图4所示。

在正序网络中,E·xB是断相处X侧的等值电势:Zx1、ZY1是断相处X侧、y侧的等值正序阻抗:负序网络中Zx2、ZY2是断相处X侧、y侧的等值负序阻抗:零序网络中Zx0、ZY0是断相处X侧、y侧的等值零序阻抗。

电压序分量有:

由于高沟变中性点不接地,则ZY0可视为无穷大,可以得到:

则:

根据实际运行状况,断线前运行电压为113kV(1.03倍的额定电压),则压变二次的3U0=1.03×1.5×100=154.5V,即断线点至主变中性点各处的零序电压相等,二次值为154.5V,与故障录波中电压值吻合。

4结论

(1)线路单相断线,如终端变主变中性点不接地,则断线处至终端变的零序电压为

(2)如主变零序过压保护定值设为150V,由于实际运行电压一般高于额定电压,此时终端变零序过压保护可能动作。

(3)由于断线期间,终端变主变缺相运行,严重影响中低压侧三相电压的对称性(此次B相断线,35kV侧、10kV侧的UAB、UBC降低为原来的一半),实际上已不能对负荷正常供电,此时跳开终端变也是合理的选择。

(4)线路单相断线故障,终端变高压侧零序过压保护定值可不调整,在线路发生单相断线故障时,跳开终端变。