35kV单母线分段变电站母线故障的保护分析与改进.pdf
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1、33 电工电气 (2023 No.7)作者简介:陈锡磊(1986),男,高级工程师,硕士,从事继电保护管理工作。陈锡磊,叶汉铮,徐文琴(国网浙江慈溪市供电有限公司,浙江 慈溪 315300)摘 要:针对一起 35 kV 单母线分段变电站 35 kV 母线故障时导致的全站停电事故,分析了事故中各继电保护和备自投装置的动作情况,明确了变电站全停的原因。分析结果显示,在目前的继电保护配置方式下,35 kV 母线故障时只能由线路对侧变电站的线路保护动作切除故障,本站母线设备将遭受多次短路电流的冲击,并最终导致全站停电。根据单母线分段母线故障的特点,提出了 3 种不同的继电保护改进方案,能够最大程度地避
2、免全站停电,提高终端变电站的供电可靠性。关键词:单母线分段;母线故障;全站停电;改进方案中图分类号:TM77 文献标识码:B 文章编号:1007-3175(2023)07-0033-04 Abstract:The paper analyzes the action behaviors of relay protection and backup power automatic switch and nails down causes of this blackout based on a 35 kV sectionalized single-bus substation power outag
3、e accident caused by the 35 kV bus failure.The analysis shows that the present relay protection configure scheme can cut off failures through the opposite side substation when the 35 kV bus fault happens,while the short-circuit current can surge bus equipments several times,leading to the final subs
4、tation power outage accident.Three relay pro-tection improved schemes are proposed according to the characteristics of bus failures of sectionalized single-bus.They can avoid substation power outage to the greatest extent and increase the power supply reliability of terminal substations.Key words:se
5、ctionalized single-bus;bus failure;substation power outage;improved schemeCHEN Xi-lei,YE Han-zheng,XU Wen-qin(State Grid Zhejiang Cixi Power Supply Co.,Ltd,Cixi 315300,China)Analysis and Improvement for the Bus Failure Protection of 35 kVSectionalized Single-Bus Substation35 kV单母线分段变电站母线故障的保护分析与改进0
6、引言按照目前的变电站继电保护相关技术规范,35 kV 单母线分段接线的变电站一般不配置专门的母线保护,当 35 kV 母线故障时本站内无快速保护可以动作,只能由供电线路对侧变电站的线路保护动作切除故障。按照目前常规的继电保护配置方式,本站母线设备在故障过程中将遭受多次短路电流的冲击,并最终导致全站停电,严重影响终端变电站的供电可靠性1-3。本文针对一起 35 kV 单母线分段变电站的母线发生故障最终导致变电站全停的事故,介绍了事故发生经过,记录并详细分析了事故过程中各相关继电保护和备自投装置的动作情况,进一步根据该母线故障的特点提出了 3 种不同的继电保护改进方案,讨论了变电站 10 kV 侧
7、不同运行方式的影响,通过将故障限制在某一段母线范围内,避免发生变电站全停,从而有效提高单母线分段终端变电站的供电可靠性。通过对本次变电站母线故障的保护分析与改进,为类似问题的处理提供了借鉴。1 某35 kV变电站全停事故1.1 事故前运行方式35 kV CX 变电站一次主接线为典型的单母线分段变电站,故障前运行方式如图 1 所示。上级110 kV CH 变电站通过 11DL 断路器和#1 进线带35 kV CX 变电站全部负荷,#2 进线对侧为 220 kV XJ 变电站,其 12DL 断路器处于合位运行,本站侧的 2DL 断路器作为热备用处于分位,35 kV 母分断路器 3DL 处于合位运行
8、。35 kV单母线分段变电站母线故障的保护分析与改进34电工电气 (2023 No.7)1.2 继电保护配置110 kV CH 变电站的出线 1 配置带三相一次重合闸的三段式相间过流保护,动作出口跳断路器11DL;220 kV XJ 变电站的出线 2 配置带三相一次重合闸的三段式相间距离保护,动作出口跳断路器12DL,具体定值如表 1 所示。35 kV CX 变电站的继电保护采用本地区典型的配置方式,如表 2 所示4-5。由于是终端变电站,两路进线均不配置线路保护,35 kV 母线也未配置专门的母线保护。此外,35 kV 侧还配置备用电源自动投入装置(简称备自投),在事故前的运行方式下,进线备
9、自投一时限 5.0 s 跳 1DL,二时限 1.0 s 合 2DL。事故前,所有继电保护和备自投装置均处于投入状态。1.3 事故简要经过某日 21:50 左右,35 kV CX 变电站全站失电,现场检查发现 2DL、3DL 断路器为合位,1DL 断路器分位并且其 35 kV 母线侧静触头严重烧毁,其中A 相烧毁最为严重,35 kV 开关柜内段母线铜排也已经损毁。同时检查发现,对侧 110 kV CH 变电站的 11DL 断路器和 220 kV XJ 变电站的 12DL 断路器均处于分位。2 继电保护及备自投动作分析根据保护装置动作报文和 SOE 记录,事故中各相关变电站继电保护和断路器的动作情
10、况如表 3 和表 4 所示。根据现场检查情况,CX 变电站 35 kV 段母线发生相间短路,1DL 断路器的母线侧静触头严重烧毁。由于本侧未配置母线保护,只能依靠对侧 110 kV CH 变电站的线路 1 过流段动作跳开11DL,保护动作记录显示短路电流 25.44 A,换算到一次为 3.05 kA(变比 600/5);21:47:52.086 重合闸动作,由于发生的是永久性故障,重合闸失败,由过流加速段再次跳开 11DL,至此对侧 CH 变电站的保护动作结束。当 11DL 重合失败后,35 kV CX变电站两段母线完全失压,35kV 备自投满足动作条件,21:47:57.436 时备自投动作
11、跳开 1DL,接着合上 2DL,由于 35 kV 母故障并未消失,2DL 合表1 CH变电站和XJ变电站出线的继电保护配置线路1保护线路1定值/A线路1动作时限/s过流段340过流段150.5过流段61.4过流加速段70.2重合闸1线路2保护线路2定值/线路2动作时限/s相间距离段2.630相间距离段4.090.5相间距离段8.581.4重合闸1表3 CH变电站继电保护和备自投动作报文时间保护报文断路器动作21:47:50.991线路1过流段动作跳开11DL21:47:52.086线路1重合闸动作重合11DL21:47:52.362线路1过流加速段动作跳开11DL21:47:57.43635
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