10kV线路保护低频减载动作原因分析

国网四川泸州市纳溪供电有限责任公司　叶 继



10kV线路保护低频减载动作原因分析

国网四川泸州市纳溪供电有限责任公司叶 继

【摘要】文章介绍了某网110kV线路故障引起10kV线路保护低频减载动作跳闸事件，通过调阅现场保护装置事故记录、审查设备定值配合、小水电运行情况调查，以及线路巡视查找故障原因的终合研判，分析指出了保护动作的原因并采取整改措施，避免此类事件的再次发生。

【关键词】10kV线路保护；低频减载；分布式小水电；动作分析

继电保护及安全自动装置作为保障电网安全稳定运行的第一二道防线，担负着保护电网和设备安全运行的重要职责，随着电网的不断发展，配套的继电保护设备和原理也日趋复杂，继电保护不安全事件仍时有发生。本文就某网110kV线路故障，引发10kV线路保护低频减载动作跳闸事件，分析发生的原因及提出有效的整改措施。

1　案例简述

×月×日22时04分 甲站110kV 丙甲北线122开关距离Ⅱ段保护动作开关跳闸；110kV备自投装置动作，合上110kV丙甲南线124开关；

22时04分 35kV乙变电站10kV城一线689开关滑差闭锁低频减载动作开关跳闸。

故障前运行方式为：110kV甲站由110kV丙甲北线供电，110kV备自投装置投入，110kV丙甲南线带电备用，甲#2主变运行。35kV乙站由35kV甲乙线供电，35kV乙丁线供电至丁站，1#主变运行，供电至10kV母，10kV城一线689开关、城二线688开关运行。电网运行方式如图1所示。

2　案例原因分析

2.1保护动作情况

22时04分39秒983毫秒 甲站110kV丙甲北线122开关距离Ⅱ段保护动作开关跳闸；

22时04分47秒016毫秒 甲站110kV备自投动作，合上110kV丙甲南线124开关；

22时04分40秒171毫秒 35kV乙变电站10kV城一线689开关滑差闭锁低频减载动作开关跳闸：动作延时0.151s，故障量Fr=45.52Hz。

图1　故障时电网一次接线图

2.2保护动作记录

跳闸后巡线查找到故障点是位于110kV丙甲北线线路18#塔处，因工地施工吊车吊大树操作不当擦挂110kV线路，其余设备无故障点。35kV乙站35kV线路及1#主变后备保护、10kV城二线688开关保护在保护动作期间均无启动记录、无波形。

10kV城一线689开关与10kV城二线688开关定值清单相同：滑差闭锁低周减载定值：48.5Hz；滑差闭锁低周减载时限：0.15s。

通过调阅保护装置动作时刻的录波波形看出电压幅值变小，电压一周波的时间超过20ms，频率降低到定值以下，低周减载动作正确。

2.3保护动作原因分析

35kV乙站10kV母线共有2条线路，10kV城一线主供城区集中负荷，10kV城二线主供农村地区分散负荷，其中线路后段有上世纪八十年代遗留下来的分布式小容量农村小水电自供区，其单台发电机容量均小于50kW，供偏远村庄自供区负荷。10kV城二线供出负荷一般维持在300～500kW左右，机网容量比远远小于8%，低频减载功能退出。

当110kV丙甲北线线路故障跳闸，而110kV备自投还未动作时，35kV乙站主供电源失电，10kV城二线分布式小水电机组作为孤网运行。单机孤立运行的发电机组发出的有功和无功由用户用电负荷决定。发生故障的瞬间，洽逢小水电自供区用电低谷时段，发电出力大于自供区负荷，多余出力通过10kV城二线线路供电至乙站10kV母线。发电机组额定容量小、有功小，用电有功负荷大于发电机组发出的有功功率因此频率下降，35kV乙站10kV母线频率下降，当降至10kV城一线689开关低频减载整定值延迟0.15秒，保护动作开关跳闸，与动作时刻的录波波形分析结论相同。此时发电机发出无功小于负荷消耗的无功，10kV母线电压也下降，和动作时刻的录波波形相符。

当甲站110kV备自投动作合上110kV丙甲南线124开关后，甲站和乙站均恢复送电，但是由于10kV城一线689开关低频减载动作开关跳闸，使城区负荷供电中断，显然扩大了故障停电范围。

3　经验教训和整改措施

从以上分析中看出：①分布式小容量小水电机组的保护设置不完善，在系统大网失电的情况下，小容量发电机组未与系统解列造成电能质量下降；②低频减载方案设置不当，引起故障停电范围的扩大；③若故障情况下，小水电机组孤网运行，供电至甲站110kV母线，有干扰110kV备自投装置正确动作的风险，造成停电范围的进一步扩大。

应采取以下几方面整改措施：重新制定完善合理的低频低压减载方案，将10kV城二线688开关列入低频减载方案轮次。在乙站失去主供电源时，10kV城二线688开关低频减载动作跳闸，防止因频率的变化造成停电范围的扩大；针对老旧分布式小水电机组，强化安全运行管理，督促分布式小水电机组自动化设备的更新改造，小水电按现行国家标准《继电保护及安全自动装置技术规程》GB/T 14285的要求装设相应的继电保护与安全自动装置，配置和整定参数应与上级电网相协调，特别是低频减载装置按要求投入，保证在故障情况下自动与系统解列。

4　结束语

低频减载措施是电网安全稳定运行的第三道防线，是装设范围最广的安全稳定装置。在加强低频减载措施管理的同时，建设合理的电网结构才是解决电网安全稳定运行的重中之中。与此同时，并网的分布式小水电机组在电能质量、网损、继电保护、无功电压等方面对电网造成了一定的影响，相信在不久的将来，这些问题都会得到缓解或解决。

参考文献

[1]国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M].北京:中国电力出版社,2009.

[2]周卫,张尧,等.分布式发电对配电网继电保护的影响[J].电力系统保护与控制,2010,38(3).

叶继（1976－），女，四川泸州人，大学本科，电气工程师，现供职于国网四川泸州市纳溪供电有限责任公司，研究方向：电力调控继电保护技术监督。

作者简介：