一起22０kv线路保护在备自投试验过程动作行为分析

张碧华

摘要：220kV变电站在进行备自投试验过程中，线路对侧线路保护装置发生非计划动作，对侧线路断路器分闸，对该动作行为分析，找到了动作背后的根本原因，对实际电网开展备自投实验有一定借鉴意义。

关键词：备自投试验;非计划动作

0 前言

为提高220kV变电站的供电可靠性，对处于220kV环网供电方式下且设有断环点的220kV变电站增设备自投装置，一定程度上可提高该变电站的供电可靠性，在主供线路发生故障后通过备自投装置自动将备供线路自动投入运行，可避免220kV变电站全站失压，减少对下级电网供电影响。我局在220kV变电站备自装置调试完毕，具备投运条件后，于2014年12月进行备自投带负荷实验，实验过程中发生对侧线路220kV线路主二保护动作，对侧线路220kV断路器分闸。

1 试验过程简介

2014年12月9日，220kV变电站进行备自投试验时，220kV秀红I回备供、宝秀I回主供，220kV秀变母联212断路器处运行，在进行宝秀I回线失压（采用断开220kV秀变Ⅰ、Ⅱ母电压空开模拟，非实际断开宝秀I回252断路器），220kV秀变全站失压，220kV秀变秀红Ⅰ回244断路器合闸，220kV秀变宝秀Ⅰ回242断路器分闸，而同时220kV宝变宝秀Ⅰ回252由宝秀Ⅰ回线路保护装置动作分闸。

按220kV备自投动作逻辑设计，220kV秀变全站失压时，备自投自动分闸220kV秀变宝秀Ⅰ回242断路器，自动合上备用线220kV秀红Ⅰ回244断路器，220kV秀变由备自投自动转由220kV红秀Ⅰ回供电。但220kV宝变宝秀Ⅰ回252断路器不应动作，怀疑备自投动作瞬间，同时220kV宝变宝秀Ⅰ回线路上发生瞬时故障。

调看220kV宝变宝秀Ⅰ回线保护装置动作报文，宝秀Ⅰ回线主一保护装置保护启动，并有远跳开入，保护装置未出口跳闸，宝秀Ⅰ回线主二保护装置保护启动，并有远跳开入，保护装置出口跳闸宝秀Ⅰ回252断路器。

2 保护装置动作分析

2.1 远跳开入分析

宝秀I回线保护装置主一未动作，主二动作，说明线路本身并无故障;同时主一、主二保护开入主要有远跳开入，而根据设计，220kV秀溪变220kV备自投装置跳220kV宝秀Ⅰ回线242断路器操作箱TJR跳闸继电器，TJR继电器具有启动保护装置远跳功能，因此500kV宝变220kV宝秀Ⅰ回线保护装置收到远跳开入，符合备自投装置正常开入。

根据计算公式为相间电流当前时刻值（瞬时值）与前一周波同角度瞬时值之差绝对值，再减前一周波同角度瞬时值与前两周波同角度瞬时值之差绝对值，再取绝对值。在三相对称情况下，两相相间电流向量即第三相相电流向量的反向。

2.2 保护启动分析

主一保护为北京四方公司103D，主二保护为北京四方公司103BN，保护启动均可有电流突变量启动，且计算公式相同。

电流突变量启动公式：△I_φφ>I_QD式1

或△3I⁰>I_QD式2

其中ΔI_φφ=‖I_φφK-I_φφK-T|-|I_φφK-T-I_φφK-2T‖，φφ指AB、BC、CA三種相别，K指采样的当前时刻某一点，T=24为一周打样点数，（K-T）即指K点在1周前的采样值，（K-2T）即从K点数2周前采样值，I3I⁰为零序电流突变量，I_QD为突变量起动定值。

根据宝秀主一、主二保护定值单，CT变为1250/1，I_QD为0.1A，宝秀Ⅰ回线电容电流20A（一次值），宝秀Ⅰ回线跳闸前负荷电流86A（一次值）。

在秀变220kV备自投动作跳开本侧242断路器后，220kV宝秀一回线252变断路器带空线运行，电容电流约20A（一次值），折算到二次为20/1250=0.016A（有效值），宝秀Ⅰ回线242断路器跳闸前负荷86A，折算到二次为20/1250=0.0688A（有效值），考虑到正常负荷呈感性，线路电容负荷呈容性，电流曲线发生翻转，按计算公式1，可认为242断路器断开前后220kV宝秀一回线玉溪变侧最大可达（0.016+0.0688），=0.1199A（有效值折算到瞬时值乘），则达到保护启动定值0.1A，满足电流突变量启动条件，主一保护启动，主二保护启动。

2.3 保护跳闸出口分析

根据宝秀主

一、主二保护定值单，主一保护远方跳闸受方向元件和启动元件同时控制，而主二保护远方跳闸仅受启动元件同时控制。

在备自投动作瞬间，由于负荷电流突然消失并转为线路电容电流，宝秀主

一、主二保护均启动，同时收到远跳开人，但主一保护收远跳命令后经本侧方向元件（距离Ⅱ段保护范围）闭锁，主一保护装置不动作;主二保护装置保护启动，且有远跳开人，满足保护装置动作条件，则保护装置动作跳开宝变侧252断路器。因此宝秀线主一、主二保护装置动作行为均符合保护逻辑条件，属正确动作。

3 改进建议

经过对上述保护装置的动作分析后，线路保护装置动作行为正确，属备自投试验过程中的“小插曲”，为避免此类情况再次发生可采取对主二保护装置升级，增加远跳经方向元件闭锁逻辑;或采取限制负荷电流，使负荷电流不能满足保护启动条件;另外在进行备自投带负荷实验时可采用实际分电源侧断路器方式，也可避免本次断路器非计划动作，同时也能更加接近实际电网运行方式，来检验备自投是否可靠动作。