鄭哲+趙峰

摘 要：根據(jù)國家電力調(diào)度控制中心夏季聯(lián)合計算分析結(jié)論，華東主網(wǎng)500余條交流線路單相重合于單永故障時，會引起復(fù)奉、錦蘇、賓金三大特高壓直流同時換相失敗兩次，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來嚴重影響。為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，需延長線路斷路器單相重合閘時間為1.3s（未投重合閘的線路不需調(diào)整）的可行性。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)重合閘；抽水蓄能電站；保護

引言

為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，需延長線路斷路器單相重合閘時間為1.3s（未投重合閘的線路不需調(diào)整）的可行性。天荒坪抽水蓄能電站共有六臺機組，六臺機組以單機單變的發(fā)變組形式連接，每兩臺變壓器高壓側(cè)連成一組與500kV斷路器相連。500kV開關(guān)站采用內(nèi)橋接線方式，通過兩回500kV出線接入華東電網(wǎng)。天荒坪電站總裝機容量為6×300MW，單機額定電流10681A，額定電壓18kV。發(fā)電機經(jīng)Yn/Δ-11接線的主變接入500kV電網(wǎng)。

一、非全相運行對機組機械設(shè)備的影響

同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子由原動機驅(qū)動，為了控制原動機向發(fā)電機輸出的機械功率，并保持電網(wǎng)的正常運行頻率，并在各運行的發(fā)電機之間合理地分配負荷，每一臺原動機都配置了調(diào)速器，調(diào)速器一般通過控制汽輪機的汽門開度或水輪機的導(dǎo)水葉開度實現(xiàn)功率和頻率的調(diào)節(jié)。圖1給出了原動機及調(diào)速器在電力系統(tǒng)中的作用，及其與其他元件的關(guān)系。發(fā)電機的轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速進行比較，其偏差進入調(diào)速器，以控制汽輪機的汽門開度或水輪機的導(dǎo)水葉開度，改變原動機輸出的機械功率，從而調(diào)節(jié)速度和調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出的電磁功率。

發(fā)電工況下，機械功率起驅(qū)動作用，電磁功率起制動作用。線路由于重合閘單相斷開后，發(fā)電機電磁功率減少，考慮機械系統(tǒng)的慣性，機械功率不變，功率的不平衡導(dǎo)致轉(zhuǎn)子加速，電磁功率回升，同時轉(zhuǎn)速的偏差導(dǎo)致調(diào)速器動作，進而使水輪機的導(dǎo)水葉開度減小，機械功率隨之減小。

抽水工況下，機械功率起制動作用，電磁功率起驅(qū)動作用。線路由于重合閘單相斷開后，發(fā)電機電磁功率減少，考慮機械系統(tǒng)的慣性，機械功率不變，功率的不平衡導(dǎo)致轉(zhuǎn)子減速，電磁功率回升，同時轉(zhuǎn)速的偏差導(dǎo)致調(diào)速器動作，進而使水輪機的導(dǎo)水葉開度減小，機械功率隨之減小。

二、電網(wǎng)單相重合閘時間延長對電廠保護的影響

當電廠出線上發(fā)生單相接地故障后，線路主保護跳閘，單跳斷開故障線路，線路兩相健全相運行，持續(xù)時長為重合閘時間定值長度，電網(wǎng)的單相重合閘時間延長，使得線路非全相運行狀態(tài)延長。此時，由于電網(wǎng)非全相運行，三相不平衡，產(chǎn)生的電氣量變化和可能對電廠保護的影響主要有以下幾個方面。

第一，在線路中產(chǎn)生零序、負序電壓和電流，線路、變壓器、發(fā)電電動機（只有負序）的保護中，有多種原理采用零序、負序分量作為判據(jù)，若零序、負序分量幅值達到判據(jù)動作門檻，且持續(xù)時間滿足延時要求，就會造成這些保護誤動作。

零序電流保護方面，華東電網(wǎng)輸電線路采用反時限方向零序電流保護作為高阻接地時的后備保護，其靈敏度高，全網(wǎng)統(tǒng)一定值以實現(xiàn)自然配合。根據(jù)反時限動作曲線，零序電流越大，保護動作時間越短；零序電流越小，保護動作時間越長。單相重合閘期間非全相運行產(chǎn)生零序電流，當重合閘時間延長時，有可能出現(xiàn)零序反時限保護在重合閘之前動作的情況。為防止零序反時限保護誤動，需要重點研究重合閘時間延長對零序反時限方向電流保護的影響，可能會有部分線路輸送功率限額需要下調(diào)。由于電廠出線同樣采用零序反時限方向過流保護，其送出功率可能會受影響。此外，變壓器、線路等采用的零序過流也需要校核。

負序電流保護方面，一般發(fā)電機和變壓器會采用負序定時限及反時限電流保護作為發(fā)電機轉(zhuǎn)子及變壓器等重要電氣設(shè)備的后備保護，目前均和現(xiàn)有重合閘時間進行配合。重合閘時間調(diào)整后，電廠負序電流保護定值需要校核。

第二，在發(fā)電機工況下，電廠出線單相重合閘期間，可能造成重合閘線路電壓升高，若出線有過壓保護，需要進行校核；此時，發(fā)電機轉(zhuǎn)速和頻率有可能發(fā)生變化，由此也可能對失步保護造成影響。

第三，在電動機工況下，電廠出線單相重合閘期間，可能使得電動機重合閘相關(guān)相輸入功率不足，可能對發(fā)電機低功率保護造成影響；輸入功率的降低也可能會對發(fā)電機帶動的水泵功率造成影響。

三、研究結(jié)論

通過研究電廠的發(fā)變組保護、高廠變保護、出線線路保護、斷路器保護，得到線路斷路器重合閘時間延長對保護影響的研究結(jié)論。

不受出線單相重合閘時間延長影響的保護有：①發(fā)電電動機負序過流保護（發(fā)電方向）；②發(fā)電電動機負序過流保護（抽水方向）；③發(fā)電電動機過電壓保護；④發(fā)電電動機低頻保護；⑤發(fā)電電動機低功率保護；⑥主變中性點零序過流保護；⑦主變高壓側(cè)過流加低壓側(cè)復(fù)壓閉鎖保護；⑧發(fā)電電動機失步保護；⑨線路零序差動保護；⑩線路零序方向過流保護。

參考文獻：

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