中石化企业自备电厂110kV系统继电保护常见隐患分析

王振东

（天津石化公司,天津大港,300271）

中石化企业自备电厂110kV系统继电保护常见隐患分析

王振东

（天津石化公司,天津大港,300271）

当220kV变电站内的110kV母线上的线路发生故障，如果线路开关或线路保护拒动将直接引起110kV母线全部停电，这样将会造成巨大的经济损失。为了减小事故带来的影响应采取措施完善继电保护的选择性，尽可能缩小事故停电范围。

110kV母线；开关拒动；继电保护

0 引言

目前许多石化的自备电厂的110kV母线在保护配置上存在很大隐患，主要体现在对母联短路的保护配置上存在很大争议，这是许多石化自备电厂的通病。（如图1），这是典型的110kV双母双分段运行方式。当110kV母线上的任意一线路发生故障,保护装置或开关发生拒动造成越级跳闸时，将会使220kV变电站#1、2主变后备保护动作，从而跳开#1、#2主变110kV侧101、102开关造成110kV母线全部失电。这显然是不合理的，为使目前情况得到改善，希望从110kV母线保护入手在#1、#2主变，101、102开关跳闸前（110kV母线失电前）使保护作用于跳开母联145甲开关，从而隔离故障母线，保证正常母线的继续运行，缩小停电范围保证电网的相对稳定性和供电可靠性。

1 220kV变电站的正常运行方式

220kV变电站内的110kV母线为双母双分段接线方式正常运行方式：#1、#2主变中压侧断路器101、102运行，母联断路器145甲、145乙运行，分段断路器155运行；#4主变中压侧断路器104热备，分段断路器144热备；#3主变中压侧断路器103冷备（见图1）。

2 事例介绍

事例名称：220kV变电站#1主变“复压闭锁过流保护”动作事故处理

运行方式：110kV系统：101（#1主变中压侧）、102（#2主变中压侧）、145甲（母联开关）、145乙（母联开关）、144（分段开关）、111（负荷）运行；155（分段开关）、104（#4主变中压侧）热备；103冷备（#3主变中压侧）；

事故现象：后台警铃、警报响，告警信号报 “111开关纵差保护动作”“111距离保护动作”“#1主变中压侧复压闭锁过流保护动作”“#2主变中压侧复压闭锁过流保护动作”“101开关跳闸并闪绿光”“102开关跳闸并闪绿光”光字亮；集控后台警铃、警报响，告警信号，110kV母线电压为零。

3 事例分析

3.1 保护动作分析

从事例可以看出本次事故主要原因为111线路故障开关拒动造成越级跳闸，先是111线路纵差保护动作，开关拒动后111后备保护距离保护动作开关继续拒动。但由于此次故障不在110 kV母差保护范围内所以致使母联145甲开关拒动不动作，从而继续越级跳闸导致网控#1、#2主变中复压方向闭锁过流动作，跳开#1主变110kV侧断路器101，#2主变110 kV侧断路器102开关,从而使110 kV4甲、4乙、5甲、5乙母线彻底失去电源。

3.2 保护原理分析

110kV线路差动保护定值为：差动动作电流：变比：1200/1，定值：0.6A，0S

110kV相间距离保护（后备保护）：相间距离Ⅱ段：变比：0.6Ω，0.5S

#1主变中压侧复压方向过流Ⅰ（后备保护）：复压闭锁：110/0.1；u2=10V/线，过流一段：1200/1 ；0.75A 3.5s方 跳本侧开关， 方向指向110KV母线侧（#2主变与之相同）。

#1主变中压侧复压过流（后备保护）：复压闭锁：110/0.1；u2=10V/线，过电流：1200:1/；0.75A 4.5S跳总出口（#2主变与之相同）

从保护定值来看当111线路故障时，纵差保护第一时间动作时限为0S，拒动后111线路后备保护相间距离保护动作时限为0.5S，再次拒动后#1、#2主变中压侧复压方向过流保护同时动作跳开101、102开关，动作成功时限为2S。如101、102开关也拒动的话则启动#1、#2主变中压侧复压过流保护4.5S后跳#1、#2主变三侧开关。

4 解决方案

4.1 建议修改#1、#2主变中复压方向过流保护的保护范围及动作时限

#1、#2主变中压侧复压方向过流保护的保护分Ⅰ段和Ⅱ段，目前为止Ⅱ段保护未投入，只靠Ⅰ段保护动作延时跳开中压侧101、102开关。对此可以对#1、#2主变中压侧复压方向过流保护的定值进行修改：Ⅰ段保护作用于跳开110kV母联145甲开关，时限在线路开关后备保护动作后，#1、#2主变中压侧复压过流动作前。Ⅱ段保护作用于跳开#1、#2主变中压侧101、102开关，时限在Ⅰ段保护动作后，#1主变中压侧复压过流动作前。这样当111线路故障线路主保护及后备保护或开关均拒动时，通过#1主变中压侧复压方向过流Ⅰ段保护跳开母联145甲开关隔离故障母线，缩小停电范围保证正常母线的继续运行。

4.2 在110kV母线上投入保护

110 kV母线采用四方及南瑞保护，双套保护中均含有断路器失灵保护（此保护目前未投入）。断路器失灵保护在每一支路失灵启动开入均设置为三个端子，三个端子并联后接至对应的外部失灵启动装置开入接点。如投入110kV母线断路器失灵保护，当110kV母线111线路故障开关拒动时，将在111线路后备保护动作后、#1、#2主变中压侧复压方向过流动作前跳开母联145甲开关，使111线路所在的110kV4甲母线上的所有开关断开（包

图1 （110kV母线系统图）

括#1主变中压侧101开关，但此时#1主变中复压方向过流Ⅰ不会动作）从而隔离故障母线110 kV4甲母线，使110 kV5甲母线、110 kV4乙母线、110 kV5乙母线不受影响正常供电，缩小了事故范围。

5 小结

我们需要注意，许多时候由于受国家电网的要求、限制，他们处于全局安全考虑并不希望自备电厂在母联断路器上增设保护，当电厂内部有问题时希望以最短的时间让电网与电厂解列，从而舍去内部保护的判断、动作时间，增加安全性。但这对自备电厂将是很不利的。我们希望通过对保护定值的计算、分析使动作时间做到最短最精确，从而使出现问题时对电网产生的影响最小。

[1] 张智锐.继电保护装置干扰防护若干措施[J].广东电力.2002(03)

[2] 王钢,丁茂生,李晓华,肖霖.数字继电保护装置可靠性研究[J].中国电机工程学报.2004(07)

The self-provided power plant of sinopec enterprises 110 kv system relay protection common hazard analysis

Wang Zhendong
(Tianjin petrochemical corporation Tianjin port,300271)

When the 220 kv substation of 110 kv bus bar on the circuit malfunction, if refusing action will directly cause circuit switch or circuit all 110 kv bus bar power outage,this will cause huge economic losses.In order to reduce the effects of the accident measures should be taken to improve the selectivity of relay protection, narrowing the scope of forced outage as much as possible.

110 kv bus bar;Switch refusing action;Relay protection