系统失电及晃电时PT 断线闭锁低电压功能设置分析

杨洋

（大庆石化公司塑料厂，黑龙江 大庆 163714）

某企业因外部电网波动，导致内部110kV 总变进线电源波动，下级变电所失压，具体动作情况如下。

1 综合保护器动作状况分析

某110kV 进线电源波动情况（如图1）。

图1 某总变110kV 故障录波

查阅上述监控系统可知，外网电压波动导致110kV 电源电压瞬间跌落，约至额定电压的63%，持续时间约60ms。尔后，电压再次攀升至约额定电压的78%左右，持续约2000ms，而后电源电压趋近于0。至系统完全失压，全程持续时间共5500ms。以此为电压波动样本，对下级变电所存在异常动作状态的回路分析如下：

1.1 A 变电所

在外网停电事故中，A 变电所6kV I、II 段高压电机综保低电压保护未动作。综保故障报警情况如下： 电压UL2_U23=0.57*Un 动作时间 。

该变电所所有电机回路低电压保护动作值设定为60V、500ms，PT 断线保护未投用，且当系统电压低至5%时，将闭锁低电压保护。从上述综保故障纪录可知，当系统电压波动处于电压瞬间跌落阶段时，由于系统电压尚未低于额定电压的60%，故综保的低电压保护未启动。当系统电压波动处于缓慢跌落阶段时，系统电压已经低于额定电压的60%，但持续时间未超过500ms，所以综保仅发出低电压报警但未动作。系统失电后，6kV 高压开关柜的真空断路器处于合闸状态。

1.2 B 变电所

外网停电事故中，B 变电所6kV I、II 段高压电机综保PT 断线 频率超范围 保护动作，低电压保护未能正常动作。其事件纪录及录波情况如表1。

表1 B 变电所综合保护器事件及录波信息

B 变电所所有电机回路低电压保护动作值设定为60V、500ms，PT 断线保护在30V 时启动。由上图可知，若要综保发出“VTS fast ON（PT 断线）”故障报警，系统电压必须跌落至额定电压的30%，即处于缓慢跌落的波动阶段。但在此之前，当系统电压处于额定电压的30%～60%这一阶段时，低电压保护未能投入延时启动。同时，电机运行电流增加导致综保发出“Start1＞1 ON（过流一段）”报警，可侧面证明系统电压已经跌落。系统失电后，6kV 高压开关柜的真空断路器处于合闸状态。

2 关于PT 断线闭锁低电压

2.1 逻辑关系

以如下综保为例，其中存在 断线 瞬时PT 断线两种方式对低电压保护进行闭锁。由于低电压保护逻辑并不将电流作为相应判据，因此，一旦出现PT 二次侧接地、断线或PT 二次侧开关跳闸等异常状态，导致三相电压跌落时，若无PT 断线闭锁，将导致保护误动，存在风险。综保逻辑如下：

（1）瞬时PT 断线。PT 断线投入控制字为1 时，母线负序电压大于0.08 倍额定电压（PT 额定二次值）且负序电流小于0.1 倍额定电流时（CT 额定二次值），或者正序电压小于0.04 倍额定电压、线路有流并且最大相电流小于“过流Ⅲ段定值 时（区别于故障），发 瞬时PT 断线告警 信号。当母线电压恢复正常后， 瞬时PT 断线告警 返回。

（2）PT 断线。PT 断线投入控制字为1 时，母线正序电压小于0.3 倍额定电压（PT 额定二次值）且线路有流，或负序电压大于0.08 倍额定电压（PT 额定二次值）时，保护不启动，延时10s 发“PT 断线告警”信号。当母线电压恢复正常后，经1.25s 展宽，“PT 断线告警”返回。

（3）低电压保护。三个线电压均小于低电压保护定值，时间超过整定时间时，低电压保护动作。低电压保护经TWJ位置闭锁。当装置有 断线 或 瞬时PT 断线 告警时闭锁低电压保护。

2.2 PT 断线与低电压保护配合的隐患

当系统电压直接消失或跌落至PT 断线保护的设定范围内时，低电压保护将被闭锁无法动作，当遭遇系统失电状态时，电机回路的真空断路器将处于合闸状态。此时，一旦系统电力恢复，将造成电机同时启动的情况，对电网形成巨大冲击，引发二次电力扰动。

3 结语

3.1 PT 断线保护设置必要性

在现有的工厂供电系统中，大部分以晃电不停工为目的设置保护，且一般集中在 低电压保护 这一功能上，但断线 状况将衍生低电压保护误动的风险，由此 断线保护 设置必要性不言而喻。

3.2 解决方案

（1）设置工艺联锁。为避免PT 断线在停电后导致电机群起，可适当利用驱动设备的压力、流量、温度作为效验值来对电机的运行状态进行判断，当确认电机停运或驱动能力降低时，发出停车信号，跳开电机开关。

（2）引入负序电压判据。在系统电压异常时，将衍生出不对称分量。因此，将负序电压引入PT 断线的判断，对产生负序电压的异常状态从PT 断线保护中排除出去，避免保护误动闭锁低电压。以上就是关于PT 断线与低电压保护配合之间的一些分析与讨论。