继电保护后加速的动作分析

电力18讯：    1华电滕州新源公司 2山东省枣庄电业局  吴欣1 余磊2

在一次35 kV母线检修后的送电中，出现了线路由于后加速保护动作跳闸送不上电的现象。

1 运行方式及接线方式

现象及记录如下。

当时的运行方式：变电站主接线如图1所示，电网系统联络如图2所示。


图1　变电站主接线图
城西110 kV变电所及城东110 kV变电所均为220 kV独庙变电所的下级变电所（以下分别简称西所、东所、独所），分别通过独西线、独东线对西所、东所供电及联络。西所和东所通过西东线联络。


图2　电网系统联络图
因西所35 kV母线I、II母线轮停,正常运行在西所35 kV母线上的负荷，基本上被转移到东所，如西化线、西龙线。剩余负荷极少，造成西所容量为30 MW机组（接待负荷29 MW）大约通过西所#1、#2主变倒送至110 kV母线10 MW，通过西东线送至东所15 MW（西东线无功为6 Mvar）。

35 kV母线轮停检修工作已进行完毕，两条母线已经送电完毕，需要将西化线负荷由东所切回西所。由西所对线路充电充好后，拉开断路器，由化肥厂变电所处合上联络隔离开关后，西所再次送电与东所合环，合闸后西化线重合闸后加速动作，跳开断路器。

2 后加速保护动作的原因分析

西化线的过流时限为2.2 S，速切动作电流值为最大负荷电流（500 A）乘以可靠系数1.25为625 A，时间为0.5 s。手动送电后加速保护，当线路电流超过速切动作电流时无时限跳闸。经简单分析后，认定为由于系统合环时环流过大造成跳闸。在反复空负荷试验确认设备及线路无故障，并且比较东城变电所与西城变电所的35 kV母线电压压差极大（东城变电所母线电压36.5 kV，西城变电所母线电压为37.5 kV，母线电压差为1 kV）后，解除了西化线手动后加速功能，送电成功。

为进一步从理论上阐明合环电流的大小，作出等效电路图如图3所示。


图3　合环电流分析等效电路图
分析计算如下：

关于图中等效参数的计算从略，列出计算结果如下：西东线电抗为：0.022 + j0.044 Ω，东城变电所、西城变电所主变压器并联等效电抗为0.115 + j2.01Ω，西化线等效电抗为0.476 + j2.05 Ω，东化线等效电抗为1.047 + j4.411 Ω（为便于计算，东城变电所与西城变电所的35 kV合环电流，将各参数归并至35 kV侧）。

西东线有功负荷15 MW，无功负荷6 Mvar，西化变有功为22 MW，无功为8.17 Mvar。

以东城变电所35 kV母线电压为基准电压，当时大约为36.535 kV。

计算合环前西城变电所与东城变电所35 kV母线理论压差如下。

两变电所35 kV母线间等效电抗为

(0.022 + 0.115 + 0.115) +j(0.044 + 2.01 + 2.01) =

0.252 +j4.064 Ω

理论压差为

ΔU = (15×0.252 + 6×4.064)/36.5 = 0.77 kV

对比当时的两侧母线电压指示，基本接近。

计算东化线的压降为

ΔU = (20×1.047 + 8.17×4.411）/36.5 = 1.62 kV

合环瞬间时西化线电流为 I = U/R，U = (0.77 + 1.62) = 2.39 kV，R为西化线的等效电抗等于2.01 Ω，电流为1180 A，远大于后加速的动作电流，手动后加速动作也就不奇怪了。

并列运行无功补偿电流为：东城变电所与西城变电所母线压差/东化线与西化线的等效电阻之和 = 0.77/(2.01 + 4.53) = 117 A。

西化线合环电流为负荷电流485 + 117 = 602 A，小于速切保护的动作电流625 A。

由以上的计算可知，西化线解除手动后加速后送电是安全的。

3 几点思考

区域电网的负荷分配不当，重载线路的电压等级选择不当，是造成此次送电中因合环电流过大，导致后加速保护动作的主要原因。

区域电网的小电源分布不合理，是导致电网在检修时，调度困难的主要原因。从西城变电所的负荷来考虑，所带的发电机组在低谷负荷时已经超过了地区容量的70%，剩余负荷要反送110 kV系统，对于西城变电所的调度极其困难。

在区域电网的调度中，要防止出现低压电源向高压电源反送的现象出现，使低压母线电压超标。要尽可能的保持功率流向为由高压电源流向低压电源。

现场在倒闸操作过程中出现的问题，要及时的通过理论计算得出操作依据，避免操作的盲目性。