110 kV内桥接线变电站进线单相断线调度处理对策

蔡东军，郑　瑜

(国网宁波供电公司，浙江 宁波　315000)



110 kV内桥接线变电站进线单相断线调度处理对策

蔡东军，郑瑜

(国网宁波供电公司，浙江 宁波315000)

110 kV内桥接线变电站进线单相断线故障在实际电网运行中并不常见，这类故障具有其特殊性，一旦出现后，如何进行准确判断并进行有针对性的处理成为一个值得探讨的课题。以地区电网110 kV变电站为例，分析了高压侧发生单相断线时发生的现象及特点，并提出相对处理对策，为调度部门快速、准确判断此类故障提供依据与参考。

内桥接线；单相断线；调度处理

110 kV内桥接线变电站进线单相断线故障在实际电网运行中并不常见，而且通过相关指示仪表很难明确判断其故障类型[1]，因此需要进行理论分析概括其特点，以便为实际电网运行及调度处理提供依据和参考。

1　110 kV系统单相断线建模

以地区电网110 kV变电站为例进行分析。当该变电站单线供全所负荷时，若单相断线(以A相为例)，假设断线处为M点，p为上级电源侧，q为110 kV变电站负荷侧，如图1所示。

图1　某地区电网110 kV变电站单相断线图

M处断线的三相边界条件：

IMA=0，UMB=UMC=0

(1)

通过对称分量法可得：

UMA1=UMA2=UMA0

(2)

由此可得单相断线的对称分量图(见图2)。

图2　单相断线的对称分量图

对于110 kV变电站而言，考虑主变110 kV中性点不接地的情况，并且110 kV中性点放电间隙没有被击穿，因此断线时零序电流形成不了通路[2]。

2　单相断线理论分析

2.1110 kV中性点不接地情况分析

对于110 kV变电站而言，考虑主变110 kV中性点不接地情况，并且110 kV中性点放电间隙没有被击穿，因此断线时零序电流形成不了通路[3]，则：

Z1=Z2，Z0=∞

(3)

(4)

UMA=UMA1+UMA2+UMA0=1.5EA

(5)

(6)

(7)

PMA0=0

(8)

Z1=Zp1+Zq1

(9)

式中Z1——正序阻抗；Z2——负序阻抗；Z0——零序阻抗；Zp1——断线处至上级系统的正序等效阻抗和，Zq1——断线处以下q站正序等效阻抗和。

负序和零序以此类推：Z2=Zp2+Zq2，Z0=Zp0+Zq0

经计算可得：

UpA=UpA1+UpA2+UpA0=EA

(10)

UpB=αUpA1+αUpA2+UpA0=α2EA=EB

(11)

UpC=αUpA1+α2UpA2+UpA0=αEA=EC

(12)

也就是说，断相后p侧(供电侧)三相电压维持不变

对于q侧而言，及断相处以下，及q站侧：

(13)

=α2EA=EB

(14)

=αEA=EC

(15)

即断相后q侧(受电侧)断线相电压幅值变为额定值的一半，方向与原方向相反，另外两相保持不变。

对于空充线路，则如下计算可得：

UpA=UpA1+UpA2+UpA0=EA

(16)

UpB=α2UpA1+αUpA2+UpA0=α2EA=EB

(17)

UpC=αUpA1+α2UpA2+UpA0=αEA=EC

(18)

即空充线路单相断线时，其各相相电压维持不变。

对于中性点

(19)

即中性点电压为额定电压幅值的0.5倍，方向和A相电势相反。因此，在单相断线的情况下，不能合上主变110 kV中性点接地闸刀。

对于q站主变高压侧电流，经计算可得[4]：

PA=PA1+PA2=0

(20)

(21)

(22)

2.2110 kV中性点接地情况分析

中性点接地时，零序网络流通，其正序、负序、零序电路图仍然为图2，推算方法类似，在此不再累述。由推导可得[5]：

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

UPA=EA,UPB=EB,UpC=EC

(28)

(29)

UqB=EB，UqC=EC

(30)

(31)

(32)

3　单相断线运行对保护及备自投的影响

3.1对距离保护的影响

单相断线时，供电侧三相电压维持不变。当零序阻抗大于正序阻抗时，非故障相电流减小；当零序阻抗等于正序阻抗时，非故障相电流不变；当零序阻抗小于正序阻抗时，非故障相电流增大。对一般的110 kV系统，正序阻抗和零序阻抗数值较接近，非故障相电流与断相前电流相比没有大的变化。

断相后，对110 kV线路距离保护而言，既无低电压又无大电流，影响较小。

3.2对距离保护的影响

断相处两侧若没有接地中性点，则零序电流不能流通，此时零序电流为0。

当线路末端110 kV主变中性点接地时，经计算单相断线相流过系统侧110 kV线路保护的零序电流约等于断相前故障前负荷电流[6]。

3.3对备自报装置的影响

对一般的受电侧，既无系统中性点也无接地中性点，故受电侧110 kV母线各序电压等于断相处各序电压。受电侧备用电源自动投入装置(BZT)，能够感受到低电压、负序电压、零序电压三种电压异常，根据不同装置原理，可能会报母线PT断线告警，因BZT放电逻辑为判三相PT断线，所以，母线PT断线一般不闭锁BZT，110 kVBZT仍能正确动作。

4　单相断线后调度部门处理对策

其次通知变电站运行人员进行现场检查，确保相关一、二次设备正常，BZT可正常动作；

建议通过BZT冷倒方式进行负荷转移，并进行后续相关线路消缺工作。

5　结语

本文以地区电网110 kV变电站为例，分析了高压侧发生单相断线时发生的现象及特点，并提出相对处理对策，为调度部门快速、准确判断此类故障提供依据与参考。

[1]林志超.中压电网系统中性点接地方式的选择与应用[J].高电压技术，2004(4)：61-62,64.

Lin Zhichao.The selection and application of neutral grounding method of MV network[J]. High Voltage Engineering, 2004,30(4):60-61,64.

[2]李光琦.电力系统暂态分析[M].北京：中国电力出版社，1995.

[3]阳家书，李国友，孙建华.一次110 kV线路单相断线故障的继电保护动作分析[J].继电器,2007，35(22)：58-60.

YANG Jia-shu, LI Guo-you, SUN Jian-hua. Analysis of relaying operation on a single phase breakoff fault of 110 kV transmission line[J]. Relay,2007,35(22):58-60.

[4]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京:水利电力出版社,2000.

[5]宋光文.贺州道石.220 kV变电站电容器故障的分析[J].广西电力技术,2002(1)40-41.

SONG Guang-shi, LEI Honh-mei. Diagnosis on the capacitor fault in Daoshi 220kV Substation in Hezhou District[J]．Guangxi Electric Power Technology，2002(1) 40-41．

[6]华中工学院.电力系统继电保护原理与运行[M].北京:水利电力出版社,1981.

(本文编辑：赵艳粉)

Scheduling Management Strategies for Single-Phase Break of Inlet Line With Bridge Connection in 110 kV Substation

CAI Zhen-hua, ZHENG Yu

(State Grid Ningbo Electric Power Supply Company, Ningbo 315000, China)

Single-phase break of inlet line with bridge connection in 110 kv substation is unusual in actual operation of power grid, but this kind of failure has its particularity, and how to identify and handle has become a concern. Based on the local 110 kV substation, this paper analyzes the phenomenon and characteristics of single-phase break on HV side, and puts forward the relative countermeasures, providing reference for the rapid and accurate judgment of such failures.

bridge connection; single-phase break; scheduling management

10.11973/dlyny201604022

蔡东军(1972)，男，高级工程师，从事电力系统安全监察管理工作。

TM63；TM645

A

2095-1256(2016)04-0504-03

2016-03-04