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10kV母线失压分析

文档作者：杜娟马骁黄新刘俊雁文档来源：金华电业局		点击数：	更新时间： 2021年12月11日
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继电保护技术
1 0kV母线失压分析
杜娟，马骁，黄新，刘俊雁
(金华电业局，浙江金华321017)
[摘要] 针对某llOkV变电站lOkV母分开关柜发生爆炸后，短路电流出现2次突增、1次突减，最后消失的变化过
程，分析故障发展过程，并对继电保护是否正确动作做出判断。
关键词母线短路开关柜
1故障概况
某日凌晨1点18分，某1lOkV变电站lOkV母分开
关柜发生爆炸，#1、#2主变后备保护相继动作跳开
#1、#2主变1OkV开关，引起10kV I、II段母线失压。
110kV变电站未配置故障录波器，其电源侧220kV变电站
配置的l1OkV故障录波器显示故障电流先突增，297ms时
再突增约1倍，l 765ms时突减约50 ，2 072ms时消
失。
2故障发生前的系统运行方式
故障发生前的系统运行方式如图1所示。110kV变电
站由220kV变电站甲通过线路1送负荷，线路2检修；
#1、#2主变高压侧并列运行，10kV侧分列运行， 即
110kV母分开关运行，10kV母分开关热备用。
lOkV 1段母线
图1 系统接线图
110kV变电站#1、#2主变配置差动保护装置
LFP一971A、1lOkV后备保护装置LFP-973A、非电量保
护装置LFP一974。#1、#2主变l10kV后备保护装置
投入复合电压闭锁过流II段保护(324A、1．7s)，动作
跳#1、#2主变10kV开关；投入复合电压闭锁过流
III保护(360A、2．Os)，动作跳#1、#2主变两侧三开
关(线路1或线路2开关、l10kV母分开关、#1或#2
主变1OkV开关)。
3动作过程分析
220kV变电站甲ll0kV故障录波器记录的波形如图2
所示。整个故障持续2 072ms，其中，0~297ms短路电流
约为1 224A，297～ 1 765ms短路电流约为1 992A，
1 765～2 072ms短路电流约为1 224A。
l l VVV ¨ n v 、 Y 1、 、⋯ ⋯nn⋯f、 v、n ⋯1 、i⋯ ⋯、“ 、n
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图2 故障电流录波图
ll0kV变电站当地监控后台记录的信息显示：1：
18：30：180时，#1主变110kV后备保护动作；1：18：
30：33O时， #1主变10kV 开关跳开；l：18：30：550
时，#2主变l10kV后备保护动作；1：18：30：710时，
#2主变10kV开关跳开。主变保护动作跳10kV开关
的整定时间为1．7s， #l、#2主变保护动作时差约为
300m s。
根据以上信息，忽略#2主变负荷电流，建立短路电
流模型。10kV母分开关I段侧先发生三相短路，流过线
路1的短路电流约为1 224A，此时#2主变侧相当于开
路，如图3(a)所示。故障发展到297ms(如图3(b)所示)
时，10kV母分开关II段侧也发生三相故障， 即lOkV母
分开关I、II段侧均发生三相短路，此时11OkV变电站
#1、#2主变高低压侧并列运行，流过线路1的短路电流
为1 992A，流过#1主变的分流约为996A，超过#1主变
110kV复合电压闭锁过流1I段保护定值(324A)，满足动
作条件，经整定延时后，#1主变后备保护动作跳闸，
1 765ms时#1主变10kV开关跳开。#1主变10kV开关
跳开后，#1主变侧相当于开路(如图3(c)所示)，故障电
流降到1 224A左右，但仍超过#2主变llOkV复合电压
闭锁过流II段保护定值(324A)，满足动作条件，经整定
延时后，#2主变动作跳闸，2 070ms时#2主变10kV开
关跳开。
收稿日期：2012—07—11
作者简介：杜娟(1967一)，工程师，从事电力系统管理工作；马骁(1976一)，工程师，从事电力系统管理工作；黄新(1970一)，工程师，从事电
力二次系统管理工作；刘俊雁(1960一)，工程师，从事继电保护整定计算及运行技术管理工作。
电工技术I 2013 l 1期f21
继电保护技术
a)#2主变开路 (b)#l、#2主变开路 (e)#l主变开路
图3 短路模型
由动作过程分析得出故障持续时序图，如图4所示。
297~1 765ms，#1、#2主变高低压侧并列；0～297ms
或1 765~2 072ms，#1、#2主变高低压侧分列。
图4 故障持续时序图
4短路电流理论计算
最大运行方式下，22OkV变电站甲110kV母线的正序
阻抗标幺值R 为0．042；最小运行方式下，11OkV母线
的正序阻抗标幺值R 为0．086 6。线路1的正序阻抗标
幺值R。 为0．034 9；110kV主变的正序阻抗标幺值R 为
0．272 2。
4．1 10kV侧I段母线三相短路故障
4．1．1 22．0kV变电站甲在最大运行方式下
在最大运行方式下，系统阻抗归算到11OkV变电站的
l0kV母线正序阻抗为：
X1 52 ． 一RM+RI +RB一0．349 3
110kV线路1的短路电流为：
一
一意× 437A
式中，基准容量S 选取100MVA；110kV侧的基准电压
UH选取115kV。
4．1．2 220kV变电站甲在最小运行方式下
在最小运行方式下，系统阻抗归算到11OkV变电站的
10kV母线正序阻抗X Σ 为0．393 7。110kV线路1的短
路电流 为127 5A。
4．2 lOkV I、II段母线同时故障
4．2．1 220kV变电站甲在最大运行方式下
在最运行大方式下，系统阻抗归算到1 10kV变电站的
10kV母线正序阻抗为：
XlΣ⋯ 一RM+RI +RIj／2—0．213 2
ll0kV线路1的短路电流J 为235 5A。
4．2．2 220kV变电站甲在最小运行方式下
在最小运行方式下，系统阻抗归算到11OkV变电站的
10kV母线正序阻抗为0．257 6。1l0kV线路1的短路电流
为1 949A。
通过理论计算知，故障电流值与三相短路时的故障电
流较为接近。综上所述，ll0kV变电站继电保护动作正
确
参考文献
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[M]．北京：中国电力出版社，2000
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[7]徐立子．变电站自动化系统的分析和实施[J]．电网技术，
2000(5)：25～29
(编辑 彭 湃)
(上接第13页)
率试验。12V280型船用柴油发电机的瞬态调速率试验数
据见表1。
表1瞬态调速率
负载变化前(稳定状态) 负载变化后(稳定状态) 计算结果
— — 瞬时转速／— —
霉~,／kW转速“r．min-I)(r"min-') kw树(r"min4)速荤 喜
压变化见表2，由此可得出瞬态电压变化率为5．5 。
表2 瞬态电压变化
负载增设的电抗器与水阻负载并列运行，既可完成负 参考文献
载功率因数的调节，又能实现GB 03—2。08要求的机组瞬 [1]苏文成．工厂供电[M]．第2版．北京：机械工业出版社，2002
态电压变化率试验。12V280型船用柴油发电机的瞬态电 (编辑杨正君)
22I WWW chinaet net l电工技术
甬

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