一起距离保护动作分析

一起距离保护动作分析
作者：王焕明
来源：《价值工程》2015年第16期
摘要：以一起110kV距离保护动作为例，判断了该保护装置是否为误动作，并分析了引起距离保护I段出口延时动作的原因，说明了在某些系统故障的分析中不能忽视测量阻抗以及保护逻辑判断识别过程，否则将会得出错误的结论。

Abstract： This article takes an 110kV distance protection action as an example to judge whether it is malfunction of the device. The causes of distance protection I section exit deferred action are analyzed. It indicates that the impedance measurement and protection logic judgment recognition process shouldn’t be ignored in some system fault analysis， or wrong conclusion will be got.
关键词：距离保护I段；测量阻抗；动作；分析
Key words： distance protection I；measuring impedance；actions；analysis
中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）16-0145-02
0 引言
距离保护由于受电力系统运行方式影响很小，保护装置运行灵活、可靠，性能稳定，躲过负载电流能力强，故主要用于电网结构复杂、运行方式多变的高压输电线的保护。

然而，在实际应用当中，会出现由于线路短路故障持续时间较长造成距离保护处于动作边界，从而引起保护动作的情况。

本文以某站110kV线路发生AB相间短路故障为例，运用阻抗测算的方式来识故障类型，继而通过A相接地故障保护测量阻抗的计算和AB两相接地故障保护测量阻抗的计算，验证了这两次故障皆由故障发展和保护逻辑判断所引起，为故障维修提供了可靠参数。

1 故障概述
2014年5月20日13时58分12秒，某站110kV线路发生AB相间短路故障，开关保护相间距离I段13ms出口，重合闸1088ms出口，6218ms后保护整组复归；2014年5月20日14时17分00秒，该线路再次发生A相接地故障，持续308ms后，发展成为AB两相接地故障，其开关保护相间距离I段348ms出口，超过定值要求（0ms），重合闸1419ms出口，6574ms 后保护整组复归。

2 故障前运行方式
故障前该站2#、3#主变110kV侧并列运行，110kV母联断路器在合位。

该线路断路器在合位，带负荷。

3 保护动作情况
3.1 保护动作报告（表1）
3.2 保护动作时序图
第一次动作（图1）：
①该线路发生AB两相短路故障；②相间距离I段出口；③三相跳闸故障切除；④重合闸启动；⑤重合闸出口；⑥三相开关重合。

第二次动作（图2）：
①该线路发生A相接地故障；②A相接地故障发展成AB两相接地故障；③相间距离I 段出口；④三相跳闸，故障切除；⑤重合闸启动；⑥重合闸出口；⑦三相开关重合。

3.3 保护测距
4 保护动作分析
判断故障位置是否位于距离保护动作范围内，必须计算故障时保护安装处的测量阻抗。

这里以第二次故障为例，计算故障时的测量阻抗。

4.1 A相接地故障保护测量阻抗的计算
4.2 AB两相接地故障保护测量阻抗的计算
按照前面叙述的方法，从故障录波图上量取AB两相接地故障时的A相故障电压相量、电流相量，B相故障电压相量、电流相量的幅值和相角差。

以A相故障电流为参考相量，得到故障时的A相故障电流相量为73.635∠0°，A相故障电压相量为19.547∠0°，B相故障电流相量为46.634∠150.48°，B相故障电压相量为16.641∠-52.2°。

根据两相故障时，测量阻抗计算公式：
其中，Uφφ和Iφφ是故障线电压相量和线电流相量，利用前面的计算结果，带入上式，可得AB两相接地故障时，保护处的测量阻抗Zc=0.138∠43.22°Ω。

由以上算法及结果，可知道13时58分12秒时，110kV线路发生了AB相间短路故障，通过录波图数据计算出保护测量阻抗为0.143Ω，相间距离I段定值为0.2Ω。

测量阻抗位于动作区内，相间距离I段无延时动作，而在14时17分00秒，该线路再次发生了A相接地故障，通过录波图数据计算出保护测量阻抗为Ω，接地距离I段的定值为0.1Ω。

测量阻抗位于动作区外，接地距离I段不动作；A相接地故障发展为AB两相接地故障后，通过录波图数据计算出保护测量阻抗为Ω，相间距离I段的定值为0.2Ω。

测量阻抗位于动作区内，相间距离I段无延时动作。

由上可得出结论：①这两次故障中，该线路开关距离I段保护均系正确动作；②第二次保护动作，相间距离I段出口在349ms时动作，虽然在时间上超过定值要求，有所延迟，但究其原因，是因故障发展和保护逻辑判断所引起。

5 总结
结合上述110kV线路发生AB相间短路故障类型，通过A相接地故障保护测量阻抗的计算和AB两相接地故障保护测量阻抗的计算，发现这两次故障皆由故障发展和保护逻辑判断所引起。

鉴于此，我们可以结合这一分析结果，在解除故障时注意以下两点，以期保证顺利排除故障：
5.1 遇到距离保护动作时，特别是在时间上有所延迟时，首先应当根据录波图计算测量阻抗，判断保护是否为正确动作。

5.2 当故障转变时，因保护软件中逻辑单元判断中有一个识别的过程，故在时间上会造成有所延迟。

参考文献：
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