江苏电网220kV系统继电保护运行分析

〔摘 要〕 总结了近3年来江苏电网220kV系统继电保护运行情况，简述了典型事故、微机线路纵联保护运行经验，为提高继电保护运行水平作了有益的探讨。

〔关键词〕 电网 继电保护 运行 总结

江苏省继电保护工作人员坚持“安全第一，预防为主”的方针，经过共同努力，使系统继电保护及安全自动装置经受了电网事故的考验，杜绝了由于继电保护原因和低压系统故障引起的电网稳定破坏和大面积停电事故，避免了电网主设备损坏事故，确保了电网安全稳定经济运行。

截止1999年底，全省220 kV系统拥有变电站122座，主变压器193台(不含发电厂升压变)，母线127条，线路267条共计7 370.24 km。

　　1 全省220 kV继电保护动作正确率(见表1)

2 全省220 kV主系统线路故障性质分类(见表2)

3 典型事故简述

3.1 1997年2月7日，南京220 kV钟山变10 kV系统出线间隔发生故障，南自院LFP-963线路保护正确动作，但由于10 kV侧直流电源中断，致开关拒动，导致故障扩大。钟山变1、2号主变220 kV后备复合电压闭锁过流和零序电流保护切除故障。开关拒动导致事故扩大，此类故障在国内已发生多起，因南京钟山变主变保护直流电源已执行(n+1)反措原则，避免了主变烧毁的重大设备事故。

3.2 1997年2月24日，大雾引起新海电厂220 kV正、 付母线发生C相故障并相继转换成C、A相故障，正、付母线PMH-3型差动保护动作跳闸。从录波图上看出，在发生C相故障时，母差并没有动作，当转换成C、A相故障时母差才启动，并且正确动作切除故障的。

事故后，在校验检查时发现母差电流回路发生多点接地，引起分流。若故障不转换成C、A相故障，母差拒动是不可避免的。

同年3月14日，苏州220 kV葑门变正母线PT因大雾造成C相闪络的母线故障。1998年10月30日，无锡220 kV美栖变主变高压侧避雷器也引起污闪故障。

为防止线路污闪事故，通常的做法是“调爬”，例如增加线路绝缘瓷瓶片数、采用防污闪瓷瓶等。发电厂及变电站220 kV母线抗污闪事故的能力相对于线路而言较薄弱，这是可能造成污闪事故从线路转向母线的原因，值得进一步研究。

3.3 1997年6月3日，徐州220 kV平墩变因龙卷风引起220 kV正付母线相继发生A相故障，经1.6 s后付母线转换成A、B相故障，又经0.13 s转换成A、B、C三相故障，电流相位比较式母差正确动作切除正母线故障，付母线故障由后备接线切除。

母联电流相位比较式母差对母线转换性故障切除时间较长，对系统稳定要求高的电网，这一类型的母差应采取措施，进一步完善加快切除母线转换性故障时间，必要时应更新换代。

3.4 1998年2月17日，南通220 kV东郊变110 kV线路故障，由于较大的故障电流的电动力引起2号变压器平衡绕组位移，绝缘击穿损坏，重瓦斯保护动作跳开变压器三侧开关。

我省变压器在区外故障的同时曾发生多起变压器损坏事故。引起这类事故的主要原因是变压器生产厂家对故障电流的电动力和对变压器的安全运行的研究不够，没有相应的对策与反措。

3.5 1998年5月1日，无锡、江阴地区雷雨大风，系统发生大面积连续性故障。220 kV系统发生母线故障1次、线路故障8次，跳开线路11条。

这次事故继电保护动作总的来看是比较好的，有效地保证了电网的安全稳定运行。但是在事故中暴露出WXB-11保护抗干扰能力差，WGC-01高频收发信机发信出现中断现象。

因此，有关执行抗干扰的反措不能动摇，如保护控制室敷设接地铜排，结合滤波器一、二次侧分别接地，WXB-11保护软件版本升级等，电网运行表明执行抗干扰的措施后WXB-11的运行安全性有较明显成效。

3.6 1999年3月6日，无锡220 kV石利线因风筝引起78～79号杆间B、C相永久性故障，两侧晶体管“D"型保护正确动作。

3.7 1999年6月14日，南通华能电厂220 kV东郊变2号变压器220 kV付母线刀闸的电动机构回路因大雨潮湿，绝缘下降，致使刀闸自动分开(带负荷拉刀闸)引起付母线B、C相接地故障。同年9月2日苏州220 kV金山变，因大雨致高型构架溢水滴到C相弓字线上引起母线C相接地故障。

上述两起母线故障均由母差保护正确动作切除。

4 系统继电保护不正确动作原因

1997～1999年220 kV系统继电保护共发生14次不正确动作。其中因制造不良发生11次，占78.6%，因运行不良发生3次，占21.4%，见表3。

由表3可见，提高继电保护动作正确率的关键是继电保护制造厂家提高产品质量，重点是把好各类装置的元器件、接插件质量关，解决微机继电保护装置抗干扰问题。继电保护装置电气运行特性稳定与否，决定所采用元器件、接插件性能。继电保护运行维护不良虽占比例不大，但也值得注意，重点是提高调试质量，把好整组联动试验关，健全完善现场操作规程，防止PT失压，防止误操作。

5 线路微机保护运行

我省220 kV系统线路保护的选型原则是根据

1996年3月深圳全国电网运行工作会议精神，通过技术进步提高我省继电保护运行水平，确保电网安全运行。

微机保护具有体积小、 精度高、 调试方便、运行可靠的特点，这是电磁型、整流型、晶体管型、集成电路型保护所不能比拟的。我省自1996年起开始推广、应用微机线路保护，所有的基建工程项目和系统线路保护更改均采用双微机双高频保护配置原则，主要模式是WXB-11型和LFP-901微机线路保护。这两套保护原理不同、制造工艺不同、元器件、接插件不同等， 较好地体现了技术优势互补，制造工艺优势互补。

电网事故起因比较简单，事故的发展直至故障切除是一个复杂的动态过程，是以毫秒级或秒级来计量的。采用技术先进的微机线路保护能较好实现“电网安全屏障”的功能。

截止1999年底，220 kV线路配置微机保护占线路总数的70%左右，表4是配置微机线路保护动作情况。

从表4可以看出：微机保护的正确动作率是非常高的，超过了全省220 kV系统继电保护正确动作率，具有很高的安全性。4次不正确动作中，由于抗干扰能力差引起WXB-11型保护动作2次；因元器件损坏引起动作1次；YBX-1型收发信机发信功率下降引起1次动作。这4次不正确动作跳闸中其中WXB-11均是区外故障误动解环，LFP-901是无故障跳闸，均没有引起电网事故扩大。

6 线路纵联(高频)保护

江苏电网500 kV网架处于建设发展期间，远没有成为电网输送功率的主通道。由此，500 kV电网被迫和220 kV电网构成电磁环网运行。而220 kV电网密集分布，结构十分复杂。这样的电网结构决定了江苏电网安全稳定运行水平不高。为确保220/500 kV电网安全稳定运行，目前除了控制电网联络线输送功率外，就是依赖于线路高频、母线差动的快速动作切除故障。

江苏电网220 kV联络线均配置了两套全线快速动作的纵联保护，其中以不同原理的高频保护配置为主要模式。 1997～1999年配置高频保护的220 kV及以上线路发生的故障，

均由高频保护快速切除，其动作情况见表5。

从表5可以看出：我省高频保护正确动作率还是比较高的。6次不正确动作均属制造质量不良、原理缺陷和元器件损坏引起。如：WXB-22电源插件性能不稳定、WXB-11抗干扰性能差、YBX-1收发信机功率下降、JGX-11D操作回路电容器损坏和K值变小、BSF-3收发信机前置放大管损坏等。

3年来，我省继电保护专业人员为提高高频保护运行水平和动作正确率， 切实加强运行维护工作，发现并及时消除多次高频保护隐患。比较典型的隐患汇总如下：

　　(1) 高频保护通道部分

耦合电容器与结合滤波器一次侧连接的螺丝生锈、松动；结合滤波器二次侧的高频电缆接口处松动、断线；JL-2型结合滤波器内有黄蜂窝；高频电缆被老鼠咬断；高频阻波器调谐电容损坏；架空地线对铁塔放电，高频保护频繁发信；CVT与结合滤波器一次阻抗不匹配；结合滤波器二次与高频电缆阻抗不匹配。

　　(2) 高频收发信机部分

　　 "C"型收发信机：收信回路3D10二极管虚焊，逆变电源电容器损坏，23T5管损坏。

　　 YBX-1型收发信机：发信回路中集成块、功放回路、指示表头损坏。

　　 BSF-3型收发信机：收信入口光耦虚焊，晶振、放大管3CK3C损坏。

　　 GSF-6型收发信机：收发信机交换信号逻辑出错，收信解调回路元件损坏。

　　 WGC-01型收发信机：发信中断。

　　 LFP912型收发信机：功放电源插件在强干扰情况下电容元件损坏。

　　 YSF-10型收发信机：发信光耦集成片MCT27损坏。

　　 (3) 其它

WXB-11线路微机保护中高频闭锁距离抗干扰能力较差；高频闭锁收发信机切入旁路运行时，切换开关接线错误、接触不良。

江苏电网的安全稳定运行对高频保护依赖性很强，由于高频保护运行环节多，技术要求高，维护工作量大，而目前装置产品质量仍是高频保护提高动作正确率的薄弱环节。随着光纤技术和计算机技术快速发展，展望未来的高压线路保护的发展趋势，将是由光纤构成通道(替代现有高频通道)的微机分相电流差动保护，逐步替代现有的高频保护。1998年10月我省南京地区220 kV下莫线首先采用了“LFP931+LFP902"，由光纤实施信号传输分相差动保护和“高频闭锁距离保护”。迄今为止，运行情况正常，经区外故障考验，性能稳定，具有较好的应用前景。 (周秀霞 翟学锋 浦南桢)