110kV线路单相接地故障保护整定配合

110kV线路单相接地故障保护整定配合

凌飞鸿汪文韬章江海陈淑群

（国网安庆供电公司安徽安庆246003）

摘要：线路故障中有很大一部分是线路单相接地故障引起的，并且这些故障属于间歇性突然症状，只有利用线路重合闸恢复正常，而由于110kV线路系统的特殊性，有时即使将线路恢复仍会对用电造成影响。文章正是基于此对110kV线路在接地时的主变保护动作以及线路的关系进行详细阐述，并且有针对性地提出解决措施。

关键词：110kV线路；单相接地；故障；措施

1110kV变压器整定原因分析

1.1间隙零序电流保护

在《3-100kV电网继电保护装置运行整定规程》中规定间隙零序电流保护的每次电流可以设定在40-100A的范围内，并且当保护过程完成后可有0.3～0.5s延时跳变压器每个侧断路器。因为间歇性过电流在间歇性放电的时候要立即切断变压器，所以这段间隙的间隔长度的设定能决定间歇保护是否有效。此设定需要符合以下几个标准：首先避开单相接地暂态电压，同时要保证系统的接地效果。其次当系统丢失接地中性点或者单相接地不正常的时候，间歇根据情况放电，最后间歇实际设定时，间歇长短的最长度和最短度基本不会发生交合。所以实际操作中涉及的因素更多，规定当中的40～100A的范围并不适用，目前间隙的间隔一般选择在110～135mm。由此可知110kV系统出现单相接地之后主变中性点间隙性过流保护的现象是正常的。

1.2间隙零序电压保护

规定中又指出由于110kV变压器零序电压对中性点起到保护作用，因此3U0定值较多情况设定在150～180V中，保护任务完成后可有0.3～0.5s延时跳变压器每个侧断路器。在实际操作过程中对于零序过压保护的限定值应该考虑以下几个因素。

首先，110kV线路在丢失接地中性点的时候出现单行接地短路现象，连接在开口三角绕组的零序过电压防护应可靠反应。当中性点没有连接地点网中出现单相接地短路的情况时，出现问题相电压为0，并且两个正常相电压上升至相电压的倍，此时转换到TV开口三角绕组位置的相电压数据应该是173.2V。但是因为TV极限输出是130～135V。综合两个正常相电压相位差和60?，因此3U0设定值应该是3U0=（130-135）=（225-233）V。

其次，间歇性零序防护电压应该比变压中性点的工频耐压低，并且一定情况下不能超过变压器的中性点冲击耐压Uoop≤Krel×3×Uen/1.8。当中Krel设定为0.9较为可靠；Uen是指工频耐压数值；1.8是稳定和暂时状态之比对110kV侧的工频耐压值是140kV，所以Udzj<krel×3×uen1.8=""（u=""100）="1.5Uen/（U/100）=1.5×140/（U/100）=330.7"v。=""

然后，当中性点接地电网中出现单相接地短路的情况时零序过电压保护切勿随意操作。之后在单相接地短路并且系统丢失接地中性点后零序电压保护才会有防护效果。另外在本地网内部有中性点接地变压器的情况下，也不要随意操作零序电压保护，因此要避开目前3U0的电压值数。如果X1、X2以及X0的数值相同，那么一句电压的分配情况能够知道短路位置的3倍零序电压值为：

3Uko=×Uφ/（U/100）==100V。

最后，针对短路点阻抗X0=X1时，Udzj=100V；如果X0=3X1，短路点的3倍零序电压180V，但真实情况是X0<3X1，所以对TV进行保护母线位置的3U0相比三倍零序电压的180V小了许多。

总结以上计算结论，设定150～180V的过压保护，可以有效的满足110kV系统出现单相接地情况时的保护动作配合。

2主变间隙保护动作研究

110kV线路保护主要有三种方式，即三段式零序保护、三段式接地长度保护以及三段式间隔保护。因为110kV变电站在负荷侧没有电源，所以主变高压侧中性点较多使用的方式是间歇接地，以用来配合零序过压保护。

由于110kV无延时的相隔长度I段以及接地长度I不能保护整段线路，因此需要依靠眼时段的相隔、接地距离在0.4～05s的时间内排除问题。如果110kV线路在末端区域产生故障的时候，故障造成的零序电压太高而导致株百年中心点间隙击穿，那么根据规范文件说明，主变高压侧延时越0.5s与主变中性点各侧的开关开关跳开，并且零序保护Ⅱ段和Ⅲ段段保护出口跳开线路开关。当线路出现临时故障的时候，利用延时重合闸启动重合成功，那么线路送电正常，除非主变各侧开关已经跳开。

另外在电流较大的接地系统里，在发生接地故障的时候，零序网络情况决定零序电流的位置以及零序电压水平，零序网络是由电网里中性点接地变压器的位置分布。因此将零序网络合理分配，是提高电网良好运作的必要条件。而对于变压器放电间隙的改进需要注意以下要素：在实际实践过程中，间歇放电电压普遍比规范数值低，为了解决这种情况，可以加长间隙放电的长度，也可以在对间歇放电长度进行计算的时候把握好出现故障之时暂时状态过电压的作用，从而加强间隙击穿的设定电压。

3110kV线路单相接地保护整定配合研究

一方面，110kV线路的所有配置迅速断开保护，线路出现问题并且与人为操作无关，不需要为主变间隙的保护留时间。这种处理方式也是解决此等问题最有效的措施。目前110kV线路全程速断保护还难以实现，所以依据现状必须采取辅助保护措施。

另一方面，110kV线路对于线路任何一部位的故障都有较快反映的Ⅱ段保护时间设定为0.3s，从而使线路出现故障时最快时间内切断。然后主变中性点间隙零序过流保护的数值设定为100A，反应时间需要与Ⅱ段线路保护相互协调，另外还要用0.3s级差，和0.6s的间隙零序过流保护跳主变各侧，以上设置符合规程的要求，并且有在实践中采用的真实性。

根据试验，110kV线路发生故障时，先要将Ⅱ段0.3s跳开线路开关，然后设定主变延时0.6s返回，以用来解决110kV线路接地故障。

4结语

接地故障是整个电网故障的重要组成，因此接地保护也是电网保护中的必要环节。上文中针对此现象对变压器中性点间隙保护进行客观分析，还对110kV线路在接地时的主变保护与线路的关系开展研究，并且提出了改善的措施，并且经过一系列的试验证明，以上改善措施可以最大程度保证电网的良好运作。

参考文献：

[1]成钢.110kV线路单相接地故障保护整定配合[J].价值工程，2012，（4）.

[2]赵建保，许沛丰，陈延昌，等.110kV线路单相接地故障实例及改进措施的分析[J].电力系统保护与控制，2009，（22）.

[3]张广梅.110kV单相接地短路对220kV联络变中后备保护的影响[J].贵州电力技术，2006，（9）.

[4]张占彪，郭润生.110kV线路单相接地故障时ZJL―31X距离保护的动作分析[J].继电器，2003，（1）.

[5]袁正香.南山电网6kV单相接地故障原因分析及处理[J].矿山机械，2009，（4）.