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小火电并网有关问题的分析与措施

发布时间：2010/6/5 阅读次数：2388 字体大小: 【小】【中】【大】

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杨晓利，郭建彬

（邢台供电公司，河北邢台054000）

　　摘　要:对邢台中关变电站由于小火电厂不及时解列造成110 kV全站负荷失电事故的过程、原因进行了分析，并提出了整改措施和实施方案，以保证电网的安全、可靠运行。
　　关键词：小火电厂；并网运行；电网；解列；重要负荷

　　Abstract：Zhongguan Substation lost all its 110 kV load as an online small power station can not be offline in time，causing fault process of all station without electricity. This paper introduces the process of this fault, analyzes the causes of it, and suggests improving measures and their realization approaches to ensure safe operation of the power grid.
　　Keywords：small thermal power plant;online operation;power network；offline;important load

　　作为辐射网络结构的110 kV负荷型变电站，在供电的110 kV线路发生故障时，110 kV出线保护完成跳闸和三相一次重合过程，成功恢复供电。如果110 kV变电站的负荷侧接有地区电源（小火电厂），情况就比较复杂。自2004年5月至2005年1月，邢台中关110 kV变电站发生2起全站负荷损失事故，小火电厂并网运行问题再次引起了关注。

1事故情况分析
1.1 中关110 kV变电站概况
　　中关110 kV变电站是邢台地区一座重要的工业变电站，主要负荷是沙河矿区的煤矿负荷。110 kV主接线为单母线刀闸分段接线，由羊范站220 kV变电站110 kV范关线198供电，康庄220 kV变电站110 kV康关线133充电备用，装有110 kV线路备用电源自投装置，2台变压器（型号：SFSZ10/50 MVA，YN,yn0,d11；SFSLB1/31.5 MVA，YN,yn0,d11）并列运行。最大供电负荷60 MW，其35 kV侧并有2×12 MW及2×6 MW小火电厂。这些机组均通过在各自煤矿35 kV变电站的低压侧接入，经过3条35 kV线路（其中1条热备用）在中关35 kV母线并网，不符合“专线上网”要求。
　　鉴于煤矿负荷的重要性，这3条带有小火电厂的35 kV出线在保护整定和方式安排上一直视为重要负荷出线，并没有作为电源联络线而接入解列跳闸之中。在防止变压器过电压措施上，在发电机出口安装低周解列装置，在电网故障时切开电源。而煤矿35 kV变电站由煤矿企业自行维护并运行，即使在供电调度部门提出配置和配合要求后，仍存在保护是否正确投入、维护是否到位等问题，很难保证保护正确动作。
1.2故障分析
　　2004-05-09，范关线A相发生瞬时性接地故障，羊范198开关保护零序I段0 s动作跳闸并重合成功（重合闸时间1.5 s）。但在羊范198跳闸后，中关站35 kV侧的3个小火电机组并没有全部解列，经检查4套低周解列装置3套拒动，使中关站1号、2号变压器的零序过电压U02保护（定值150 V，0.6 s）经延时同时跳开2台变压器3侧开关。范关线198开关重合成功后无负荷，中关110 kV母线正常带电，备用自投装置不具备动作条件，造成中关站的中、低压母线全部失电。系统接线图见图1。

1.2.1羊范站保护动作情况分析
　　羊范198范关线A相发生瞬时性接地故障时，零序I段动作跳开198开关。保护动作报告如下（LFP941线路保护装置）：
　　78 　　　　　　 L01
1680　　　　　　CHCK
　　CJ　　　　　　　 D=10.2 kmAN
　　检查范关线线路，发现28号塔A相合成绝缘子对横担有明显放电痕迹，同时发现现场有少许鸟粪，判断为因鸟粪放电造成瞬时性故障。
1.2.2中关站保护动作情况分析
　　羊范198开关跳闸后，中关站35 kV侧电源由于用户（煤矿小电厂）的原因，造成机组未与系统解列，使得中关站1号、2号变压器零序过电压U02保护（定值150 V，0.6 s）动作，跳开变压器3侧开关。
　　这里需要说明，范关线的故障持续时间明显大于0.6 s，直至中关2台变压器跳闸后切断故障电流。如果瞬时故障在0.6 s内断弧，故障消失，则中关主变压器零序过电压保护返回，这也正是多次发生线路瞬时故障重合成功而零序过电压保护未跳闸的原因。
1.2.3小火电厂动作情况分析
　　显德旺电厂1号、2号机通过2条6 kV线路与显德旺35 kV变电站并网运行，故障时显德旺电厂低周保护（定值：49 Hz，0.2 s）动作，跳开其中1条并网线，但是另1条并网线路因低周保护拒动，使电厂未能与系统解列。
　　章村电厂1号、2号机通过章村35 kV变电站与系统并网，1号、2号机低周解列装置均未动作。后检查拒动原因为其擅自将低周保护定值（48.5 Hz，0.2 s）的时间改为0.5 s。

2确定整改方案
　　DL/T 5841995《3～110 kV电网继电保护装置运行整定规程》（简称规程）中关于地区电网联网运行的规定为：“对中性点直接接地系统的主网终端变电所，如变压器中性点不直接接地，且负荷侧接有地区电源，则变压器还应装设零序电压和间隙零序电流解列装置，3倍零序电压3U0定值一般整定为10～15 V（额定值为300 V），间隙零序电流一次定值一般可整定为40～100 A，保护动作后带0.1～0.5s延时，跳地区电源联络线路的断路器”。制定整改方案时应以此为指导原则，具体方案如下：
　　a. 间隙解列保护由零序电压保护和零序电流保护构成，时间整定为0.3 s，与跳主变3侧的间隙保护0.6 s配合。在发生类似故障时，先解列发电机并网线，以保证变压器不继续过电压而跳闸。
　　b. 不考虑是否专线并网，均应将间隙解列保护投入运行。即变压器的间隙保护，在跳开变压器3侧开关之前，先解列地区电源并网线。以上事故教训证明：不投间隙解列装置，并不能更好地保证供电的可靠性，相反，在110 kV系统发生故障时先将其解列，有助于事故后快速恢复送电。

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