东莞现行110kV线路运行状态分析

摘要：本文专门东莞110kV线路运行状态，针对T接线路的特殊性，分析其存在的问题，提出了T接线路使用的光纤差动保护的各种解决方案。还有110kV双回线供电模式影响着10kV备自投动作的正确性，并提出了整改方案。

关键词：110kV线路；T接线路；光纤差动；备自投；

引言

随着改革开放的不断推进，东莞借此机会从农村经济转型为劳动密集型经济，再借十二五计划的机遇发展为当今资金技术密集型经济，成为了世界的工厂。东莞的经济在腾飞，东莞的电网也在迅速发展。从开始的110kV电压为主网结构，到220kV电压的主网结构，再发展到如今以500kV组网结构为主，220kV为辅的一种运行模式。110kV电压等级的线路及变电站在电网发展中的重要性不断减少，而导致设计方面趋向于简单化，东莞全部110kV变电站已完成线变组改造，同样驱使着110kV线路保护也趋向于简单化，取消了纵联保护，只保留了简单的距离及零序保护。

但随着供电可靠性要求的不断提升，110kV变电站不断的增加而相应的220kV及以上的变电站没有相应的增容或增加。在110kV线路出现T接现象，有的更出现2T，甚至3T现象，俗称“挂灯笼”。这大大增加了110kV线路运行的复杂性，由于目前110kV线路保护的简单化，已经不足以满足快速切除故障线路的可靠性、快速性。更加上如今同一110kV供电系统的双回线同时对110kV变电站供电，导致在线路故障时10kV备自投保护无法正确动作，从而导致民用电无法持续地、可靠地供电。这些问题是需要我们重视和处理的，现对东莞110kV线路运行方式提出自己的问题以及提供问题的解决方案。

1、T接线路保护的影响

1．1 T接线路中区内故障影响着距离保护的准确度

在图1所示的系统内部D点发生短路时，M端与P端的阻抗继电器由于助增电流的影响使测量阻抗大大增加，它们的值是:

ZM=ZMQ+（1+Ip/Im）ZQD

ZP=ZPQ+（1+Im/Ip）ZQD

测量阻抗的增大使阻抗继电器的准确度下降，如果内部短路时它们有可能会出现应动作的距离段据动，而不应动作的下段距离保护误动，从而导致故障点没有迅速切除，有可能出现故障不断发展，引起同杆架设的线路出现故障。

1．2区外故障CT易饱和问题

对于两端线路而言，当发生外部故障时，两端电流互感器会流过同一故障电流，如果两端电流互感器具有相同的暂态特性，则它们因为传变误差引起的差流会相互抵消；而三端系统则较为复杂。如图2所示，区外D点故障，M、N侧提供的故障电流均流向P侧，P侧CT饱和更易饱和，出现P侧电流在保护动作前迅速下降，造成P侧主变高后备保护据动情况。

1.3 引用光纤差动保护，保证T接线路故障快速切除

由于目前光纤保护在220kV及以上线路保护全面使用，其中光纤差动保护能够实时交换线路两端电流以及相位，能够快速地判别出线路故障的类别，迅速地切除故障线路。我们可以将光纤差动保护引用在110kV T接线路多端的线路保护中，但光纤在多端保护装置中以怎样的连接方式需要我们慎重考虑，现介绍两种主要的连接方式：

1．3．1 光纤环状连接

光纤环状连接是利用三组光纤将三台保护装置的两两相连，这样每台保护装置就可以直接与另外两台装置进行信息的交流，利用三端同步技术实现纵联电流差动保护，国内的保护厂家研制出适用三端T接线的纵联电流差动作保护有：国电南自的PSL621UT，南瑞继保护的RCS一943T，北京四方的CSC．163T。这种连接方式的优点是：当一组通道有故障时，虽然与这组通道相连的两套保护不能进行电流模拟量的交换，电流差动保护需要退出，但是与这组通道不相连的保护还能够正常获取另外两侧的电流模拟量信息，并且在有故障时能够正确区分故障类型，准确跳闸，还可以发出远跳信息传送到另外两套保护装置实现相应的跟跳。具体的连接方式见图3。

1．3．2 光纤链状连接

光纤链状连接：利用两组光纤将三台保护装置连接起来，其中有一台保护装置作为桥接作用，把相邻装置的信息与自身的信息进行综合，传到另外两台保护装置，从而实现三台装置信息的交互，满足电流差动保护的原理，具体见图4。

与此同时，高频保护同样可以运用在T接线路的多侧保护中。但由于高频保护已基本退出了东莞现行的各电压等级的线路保护中，故高频保护在T接线路的优点就不多详细介绍。

2、双回线供电对110kV变电站10kV备自投的影响

目前东莞绝大多数110kV变电站3个单元接线的主供电源中有两个是同一220kV变电站110kV母线供电的双回线，甚至出现3个单元接线的主供电源是同一个变电站的供电的三回线。这会出现其中一条110kV线路故障切除后，110kV变电站10kV备自投保护出现据动情况，或者10kV备自投保护逻辑没有完全执行完毕，造成10kV侧因各种原因误停电。现介绍几个10kV备自投据动事故，探讨一下现行110kV线路的运行模式下应如何调整10kV备自投逻辑策略。

2．1 110kV麒麟站500备自投不动作原因分析

2010年7月22日05时28分，110kV黎麒乙线线路B相故障，220kV黎贝站110kV黎麒乙线保护零序过流一段、距离一段动作跳开开关，2秒后重合于故障后距离加速跳开。110kV麒麟站因110kV黎麒乙线故障造成110kV麒麟站#3主变失压，550备自投正确动作，合上550开关，并启动均分负荷逻辑跳开502甲开关；此时，500备自投未动作，造成10kV 2甲M失压。

110kV麒麟站一次接线图如右图。当110kV黎麒乙线故障跳开后，因麒麟站10kV3M失压启动550开关备自投。其备投正确动作过程应如下：1）跳开503开关；2）合上550开关；3）均分负荷跳开502甲开关；4）因2甲M失压启动500开关备自投，并合上500开关。但实际500备自投没有动作，可以判断肯定是500备自投在110kV黎麒乙线故障跳闸后存在放电条件，导致500备自投没有充电。

从220kV黎贝站110kV故障录波图可以看出，在110kV黎麒乙线故障过程中，110kV IM B相电压被拉低为O，故挂同一条母线上的110kV黎麒甲线B相电压同样为O。这样会导致110kV麒麟站10kV 1M电压中Uab或Ubc的线电压为57.7V。核查了备自投母线有压定值为70V，所以500备自投判定10kV 1M同样失压，备自投放电，从而导致了500备自投没有正确动作。

2．2 110kV河畔站550备自投不动作事故

2009年7月23日23时7分，下畔甲线线路故障，下沙站下畔甲线保护0.3秒距离二段动作跳开开关，经2.5秒后重合于故障，距离加速再次跳开了开关。河畔站因下畔甲线故障造成#3主变失压，500备自投动作，切开503乙开关，合上500开关，由10kV 2M供10kV 3乙M运行；550备自投无动作，10kV 3甲M失压。

根据后台信息以及220kV下沙站故障录波文件，分析550没有正确动作的主要原因同样是由于下畔甲线线路故障， 220kV下沙站110kV母线线电压被拉低至67V，从而导致同一110kV母线供电的下畔乙线线电压被拉低，造成550备自投误判断10kV 1M失压并放电，550开关没有备投合上。

2.3 110kV龙湖站500、550备自投动作

2008年9月1日17：33，元江站110kV元桥丙龙线因雷击A相故障，零序二段、距离二段保护动作，2秒后保护重合成功。同时，由该线路供电的110kV龙湖站#2主变失压，500、550备自投按定值单0.324秒后切除502甲、乙开关，3.220秒后合上母联500、550开关，由#1主变供10kV 1M、2甲M运行，#3主变供10kV 2乙M、3M运行。虽然没有损失负荷，但备自投存在着误动情况。

分析其原因主要是备自投动作时间和110kV线路重合闸时间匹配问题，备投动作切除主变变低开关的时间应大于110kV线路保护动作时间+重合闸时间+后加速时间。如果按这要求整定，龙湖站500、550备投误动的情况可以避免。

2.4 问题总结与对策

考虑到东莞110kV变电站双回路供电的普遍性，110kV河畔站550备自投据动以及110kV麒麟站500备自投据动事故类似的情况同样会发生，故可以考虑作一下两点的备自投逻辑调整：1）考虑到110kV线路故障类型，再增加一个保险系数，可以将备自投母线有点定值更改为40V；2）可以考虑将备自投由充电状态转到放电状态需要增加一个时间的延时，可以避开因各种瞬时故障导致的备自投放电情况。3）将备自投动作切除主变变低时限增加至避开110kV线路保护动作及重合闸后加速时间，以免10kV备自投误动。

3、结论

由于110kV线路的T接，影响着现运行110kV线路保护动作的准确性及快速性，简单的距离及零序保护不足以满足保证现在复杂的110kV电压等级正常运行，必须借助光纤作为传播介质，引入纵联差动保护。在光纤连接方式上可以使用环状连接或链状连接。还有110kV双回线供电模式大大影响着110kV变电站10kV备自投的正常动作，必须对备自投的逻辑及定值进行调整才能保证备自投动作的正确性。

参考文献

[1] 朱声石．高压线路继电保护原理与技术[M]．北京：中国电力出版社，2005。

[2] 李瑞生．光纤电流差动保护与通道试验技术[M]．北京：中国电力出版社，2006。

[3] 王亚强．关于T接线路继电保护若干问题研究(硕士学位论文)[D]．北京：华北电力大学，2004。