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二次电压中性点两点接地引起的保护误动分析及处理

更新时间:2016-07-05

2017年 08月 02日19∶52∶27.477,在较强的雷雨天气下,110kV孟蒙线发生AB相间接地故障,相邻线路110kV芙孟线零序Ⅰ段保护出口动作跳开关,导致两个110kV水电站与系统孤立。本文对区外故障110kV芙孟线零序Ⅰ段保护动作行为进行分析,并结合二次电压中性点两点接地的现象,重点分析引起保护误动的原因,提出此类事故的相关处理措施。

1 事故前运行方式

1.1 220kV芙蓉站事故前运行状态

220kV芙蓉站 110kV侧双母双分段代旁路,110kV侧1M、2M并列运行,2台主变高、中压侧并列运行,低压侧分列运行。110kV侧中性点接地,112000刀闸闭合状态。110kV芙孟线1217开关在合闸运行状态。

1.2 110kV孟洲坝电厂事故前运行状态

孟洲坝电厂110kV芙孟线 1217开关在合闸状态、110kV孟蒙线1292开关在合闸状态,2条线路均在运行状态,110kV 母联开关1012在合闸状态,即1M、2M并列运行,主变中性点不接地(111000、112000刀闸断开)状态。

1.3 110kV蒙里电厂事故前运行状态

110kV蒙里电厂110kV母线为单母接线方式,110kV孟蒙线1292开关在合闸运行状态,如图2所示,110kV 1M运行,#1主变高压侧1101、低压侧501开关均在合闸状态;#2主变高压侧1102开关、低压侧502开关均在合闸状态。

2 保护动作行为分析

通过现场检查,初步判断为雷雨天气引起110kV孟蒙线AB相间接地故障,图1所示,引起110kV孟蒙线、110kV芙孟线线路保护动作。

图1 系统接线示意图

110kV孟洲坝电厂110kV孟蒙线采用南瑞继保RCS-941A保护装置。初步判断为雷雨天气引起110kV孟蒙线 AB相间接地故障,故障时 IM、2M母线 A、B相电压降低,产生零序电压,零序电流二次为 57.8A,CT变比为 400/5,即零序电流一次为 4624A,现场打印保护装置动作报告见表 1,保护装置定值见表 2,可知,零序过流Ⅰ段、距离Ⅰ段动作出口跳闸。110kV孟蒙线零序Ⅰ段保护起动(故障电流 57.8A>零序过流Ⅰ段保护电流定值10A),故障持续 11ms保护装置零序过流Ⅰ段动作出口跳闸,距离Ⅰ段保护,经过82ms开关三跳,重合闸未投,1292开关在分闸位置。

农村基层政府应当做好宣传工作,提高管辖区域内养殖户的防疫意识和基础知识,一方面需要让养殖户明白动物疫情不仅会影响自身经济利益,还会威胁到消费者的身体健康,另一方面需要让养殖户了解和学习到动物防疫的基础知识,避免养殖户忽略饲养和卫生保持工作的重要性,忽略动物疫病的初期表现,延误动物疫病的治疗,规避动物疫病的蔓延和外围传播,最大程度上保证养殖户的经济利益和消费者的食品健康。除此之外,基层政府还应当就养殖防疫方面的法律法规进行普及,让养殖户了解动物防疫在法律法规上的重要性,使养殖户在日常养殖和防疫过程中避免出现违法和违规行为。

表1 110kV孟蒙线保护动作时序情况

注:绝对时间为保护起动的时间2017年08月02日19∶52∶427.477。

序号 定值名称 时间/ms 1 保护起动(绝对时间) 0 2 零序过流Ⅰ段动作 11 3 距离Ⅰ段动作 24 4 开关分位 93

表2 110kV孟蒙线保护定值

序号 定值名称 定值 备注1 接地距离Ⅰ段定值 0.73 10 2 距离Ⅰ段时间 0 3 零序Ⅰ段定值 10 800 4 零序Ⅰ段时间 0运行方式控制字1 投Ⅰ段接地距离 1 2 投Ⅰ段零序方向 1 3 投重合闸 0

根据表3采样的第 13至16个数据,可知 3I0超前3U0>15°,并结合零序正方向继电器的动作方程(1)可得,P0<−1VA,满足零序正方向继电器动作条件保护装置判为正方向故障;同时零序电流3I0(18.6A)远大于保护装置零序Ⅰ段定值(14.1A),满足零序方向过流Ⅰ段的判据,因此,孟洲坝电厂110kV芙孟线线路保护起动后,1217开关在 40ms零序Ⅰ段动作,发出三相跳闸令,完全符合保护录波图动作情况,如图3所示。在39.96ms时刻,3I0零序电流超前3U0零序电压17.8°,电压互感器两点接地在故障发生期间,引起零序电压相位发生变化,引起功率发生变化,满足零序方向保护动作判别,功率变化关系,如图4所示。

图2 零序电流超前零序电压80°

3 保护误动分析

RCS-941线路保护装置,零序方向判别元件、零序过流元件正常时均采用自产的零序电流计算。孟洲坝电厂110kV芙孟线保护装置录波图,如图3所示。

3.1 现场检测保护装置

1976年着陆火星表面的“海盗1号”和“海盗2号”是火星生命探索的先驱,其主要目标是探索火星上有无生物,希望通过生物科学实验直接确定火星红色土壤中是否存在生命,但结果并没有获得火星生命的证据。

式中,ζ 为 3U0的幅角;δ 为 3I0的幅角;ψ 为系统零序阻抗角,一般为80°。

3.2 线路保护零序Ⅰ段反方向误动分析

孟洲坝电厂110kV芙孟线采用RCS-941线路保护装置,结合保护装置动作报告,可知,孟蒙线AB相间接地时,故障时母线 A、B相电压降低,产生了零序电压,自产零序电流二次值为 24.37A,CT变比为400/5,芙孟线零序电流一次电流为3900A。现场查看保护装置动作报告,可知零序过流Ⅰ段动作跳闸。零序Ⅰ段保护起动(故障电流24.37A>零序过流Ⅰ段保护电流定值 14.1A),故障持续 39ms保护装置零序过流Ⅰ段动作出口跳闸,经过 78ms开关1217在分闸位置,重合闸未投。但是,故障点孟蒙线 AB相,属于保护反方向,而线路投Ⅰ段零序方向保护,因此110kV芙孟线保护误动作。

图3 芙孟线保护误动波形

基于中元华电CAAP2008波形分析软件,通过选取一个周波6个采样点,采样2.5个周波,获取孟洲坝电厂110kV芙孟线保护装置录波数据,见表3。

埃森曼在对“向日葵”住宅的解读中,通过将虚体变为实体来概念化空间[7]17。这种虚体被包容在物质的边界里,这就是空间,也可以理解为格伯利尼提及的相互交流符号。空间由于界定物质的不同,是存在方向性的,继而产生不同的“所指”。大理传统民居是内向型的空间,但对比两个案例,揽清在围合内部院落的同时,院落与房间都朝向于洱海,外向型空间传达的“所指”是地块优异的风景条件;既下山在外围增加了大量的开窗,框景似的朝向熙攘的街道,形成大理当地人文气息的所指。

(2) 随着浆液硬化弹性模量的增加,地表沉降值逐渐减小。浆液弹性模量为 50 MPa、100 MPa 和 200 MPa时,最大地表沉降值分别为 3.5 mm、3.1 mm 和 2.8 mm,均满足地表沉降控制指标。因此,在满足浆液流动性和凝固时间的前提下,选取浆液硬化后弹性模量较大的配合比,以提高注浆质量。

表3 110kV孟蒙线保护装置采样数据

序号 3U0/V 零序电压角度ξ/° 3I0/A 零序电流角度δ/°1 0.606 87.7 0.442 96.3 2 20.157 115.1 5.671 116.8 3 38.763 147.5 11.654 144.9 4 41.472 −152.3 12.893 −163.7 5 60.472 −83.0 19.805 −88.8 6 79.859 −31.6 26.652 −36.0 7 82.162 28.4 27.398 19.5 8 83.147 89.3 27.253 79.1 9 82.849 149.3 26.938 139.8 10 82.864 −150.8 26.872 −146.9 11 82.461 −91.0 24.352 −85.9 12 82.565 −31.2 18.855 −16.6 13 82.673 13.4 18.817 31.2 14 82.179 73.1 18.765 91.2 15 81.367 133.3 18.670 151.3 16 81.136 −168.2 18.602 −152.1

结合表3与芙孟线保护动作波形,保护起动后,故障采样前 12个数据可知,3I0滞后 3U0在 15°之内,虽然零序保护没有误动作,但是已接近动作。根据线路保护装置RCS-941技术说明书[3-7],正方向的零序正方向继电器的动作方程为

以上通过两种方法对南方某市某日电动汽车充电负荷进行预测,根据预测的结果,计算了绝对误差、平均绝对误差、相对误差、平均相对误差等数据。由这些指标可以发现,基于BP神经网络算法和指数平滑法的滚动预测精度要高于BP神经网络算法的电动汽车充电负荷的日预测。

为了查找引起 110kV芙孟线误动作的事故原因,将线路转为检修方式。维护人员采用昂立调试仪在保护屏模拟故障,针对110kV芙孟线1217开关保护装置进行数次零序反方向试验,保护装置均不动。模拟正方向故障,零序保护均正确动作[1-2]

110kV孟蒙线 AB相间接地故障时,零序电流3I0=28.9A,已经达到110kV孟蒙线零序过流Ⅰ段动作值 14.1A及动作时限,并且自产零序 3U0为88.75V,零序电流超前零序电压80°,如图2所示,线路零序保护判断零序功率方向为正方向,快速动作。针对220kV芙蓉站110kV为中性点接地系统,AB相间接地故障,为正方向故障线路零序保护属于故障范围内,保护正确动作。

图4 功率时序图

3.3 N600两点接地引起零序电压相位失真分析

110kV孟洲坝电厂保护电压互感器二次中性点N600存在两点接地,发生故障后在二次回路产生一个叠加电压ΔU˙。ΔU˙电压叠加到ABC三相中去,因此保护测量的各相电压为故障电压与叠加电压之和。在正确情况下110kV孟蒙线发生接地故障时,110kV孟洲坝电厂110kV芙孟线保护安装处三相电压为在两点接地的情况下发生相同故障时三相电压分别为U˙MA、U˙MB、U˙MC,故有以下关系,即

式中,Δ˙U的幅值大小与二次回路流过的电流成正比,其相位可能超前于故障相电压100°~120°,也可能滞后于故障相电压60°~80°。前一种情况零序方向元件能够正确动作,后一种情况零序方向元件则可能不正确动作[8]。针对第二种情况进行分析,图5为各电气量之间的相位关系。

图5 N600两点接地情况下A相故障相量图

图5中,分别为正常情况下故障的零序电压和保护实际测量的零序电压。若故障点在反方向,如图6中F点,则M侧保护测量的的零序电流相位如图5中 I˙落后约80°。只有当较大,引起落于第一象限才有可能将反方向故障误判为正方向。A相测量电压也受ΔU˙的影响进入第一象限,之间的相位差小于90°,若故障点在正方向,如图6中K点,则M侧保护测量的零序电流相位如图5中 所示,超前约110°,若较大,零序方向同样将出现误判,将正方向故障误判为反方向,而出现此情况时之间的相位差同样也比较小。电压互感器 N600两点接地时(系统发生故障)二次回路中性线上产生的偏移电压Δ˙U。偏移电压Δ˙U导致各相电压产生幅值和相位变化,将对保护装置方向元件产生干扰,严重情况下将导致保护装置不正确动作。

图6 输电线路故障点模型

类似变电站(厂站)发生过几次由于保护电压互感器二次中性点N600多点接地引起110kV及以上保护装置误动事件,为了防止此类事件的再次发生,采取以下措施[9-11]

4 防范措施

综合以上分析判断,在110kV孟蒙线发生AB相间接地故障时,孟洲坝电厂110kV芙孟线保护装置的零序Ⅰ段保护属于零序反方向误动作。经检查孟洲坝电厂保护二次回路接线,发现其 110kV PT二次绕组 N600没有执行继电保护反措要求,直接在端子箱接地,导致自产零序电压相位失真是零序保护反方向误动的根本原因。

1)执行《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》中规定:经控制室零相小母线(N600)连通的几组电压互感器二次回路,只应在控制室将 N600一点接地,各电压互感器二次中性点在开关场地接地点应断开;为保证接地可靠,各电压互感器的中性线不得接有可能断开的断路器或接触器等。

2)加强对所辖厂站电压互感器二次回路 N600接地情况进行检查。

3)在新建厂站投运前,认真检查验收中性点N600一点接地情况,确保设计图纸及相关二次回路接线正确无误,并将中性点 N600接地线测试数据存档备查。

4)改扩建的厂站在设备投运前,需要对 N600公共接地线电流进行测试并记录数据。

5)加强运维管理,每半年进行一次N600接地线电流值的测试,发现多点接地,须立检查排除N600以外的接地故障点。

6)实施一种变电站电压互感器二次中性线接地在线监测及定位技术。

我紧咬牙关,转身对准靶子,决心至少让自己站稳。我默默地告诉自己,如果连第一项任务都无法完成,又怎么能通过第一关呢?

5 结论

通过对孟洲坝电厂110kV芙孟线零序Ⅰ段反方向误动进行保护与理论分析,得出零序保护误动的原因是电压互感器二次中性点存在两点接地。为了防止变电站内的电压互感器中性点多点造成的零序方向保护、距离保护误动,提出了一些防范措施,并指出了执行继电保护反事故措施的必要性和重要性。

该次研究中,采取对照研究方式,通过对观察组患者实施手术室护理,使患者的术后切口感染发生率控制在了8.93%,与实施常规护理的对照组患者21.43%的切口感染发生率相比,具有明显的优势(P<0.05),这一结果表明,通过全方位的手术室护理干预,能够将无菌操作贯彻地更加彻底,能够积极地规避手术操作过程中各项引起感染的危险因素,从而发挥良好的切口感染预防效果。

参考文献

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徐兴发
《电气技术》 2018年第05期
《电气技术》2018年第05期文献

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