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關鍵詞:繼電保護;電流互感器;電流保護;防誤動措施
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.033
1 前言
繼電保護是為了滿足當下巨大電力需求的變化,所以對人們生活質量的提高有著重要的意義。電流互感器的飽和對繼電保護有著重要的影響,防誤動的相關措施也是為了繼電保護得到更好的發展。文章就當下繼電保護的相關現狀,以及電流互感器的飽和問題的體現和解決進行研究和分析。對防誤動的相關措施也進行一定的介紹,以望更好的促進相關電業的發展,推動社會的進步。
2 繼電保護及電流互感器飽和的現狀
隨著經濟建設的推進,人們的生活水平越來越高,為了滿足人們生活中不斷增加的舒適度和便利度的要求,電力供應的相關行業對具體的措施進行了一定的改進,以更好的適應市場和時代的需求。電流互感器是影響繼電保護的重要構件,電流互感器的飽和也會對繼電保護造成嚴重的影響,但當下的電流互感器飽和對繼電保護的影響主要有差動保護、距離保護以及過流保護等等,對電流互感器相關原理的的分析,可以在一定程度上解決相應的問題。但是電流互感器的飽和經常是由于錯誤動作后導致的后果,所以相關部門和人員對相應的防誤動措施也進行了一定的研究,得出許多有利于解決相關問題的防誤動措施。但是在具體實施時,仍然與許多制相方面的問題,如對相關的防誤動措施沒有充分的理解,在實施時因一定的偏差而失去了該有的意義等,都是行業發展待解決的問題。
3 繼電保護及電流互感器飽和影響
電流互感器是繼電保護過程中,電力計算裝置測算時最基本的測量元件之一,但是在當下的發展過程中,仍然有許多需解決的問題。筆者經過調查分析,得出電流互感器及繼電保護的問題主要有以下幾方面:
(1)差動保護的相關影響。電流互感器出現飽和時,會影響相應的差動保護裝置進行錯誤的判斷后,進行錯誤的出口。變壓器差動保護動作時,防止電路在運行時的電流和電壓不符合相關的規定,需要進行自動判斷差動,可減少事故發生,現在許多場合都可應用此方式。但是電流互感器在飽和后進行的判斷是錯誤的,不僅不能起到一定的安全作用,反而可能阻斷正常的運行,增加繼電活動的危險性,不利于繼電保護活動的進行。(2)距離保護的相關影響。電流互感器在使用時,是對運行的電流幅度和數值等進行判斷后,采取一定的繼電保護措施。但是測量阻抗越大,保護范圍就越大。電流互感器呈現飽和時,其實所對應的測量阻抗就已經小于其一般的測量阻抗,保護范圍也已經縮小。在一定范圍內的保護要求下,便很難最大限度的發揮距離保護的相關要求,不利于繼電保護相關措施的進行。(3)過流保護的相關影響。過流保護也是一個應用較為廣泛和便利的繼電保護方式,當外部短路時流過本保護的最大負荷電流來整定的,當短路電流達到定值帶一定延時來進行的保護措施。過流基波幅值的大小其實是和相應的靈敏度有關。電流互感器在飽和的情況下,過流的基波幅值是小于實際的故障電流的,靈敏度會出現明顯的降低,對相關問題的處理就可能遇上不及時的困境。(4)零序保護的相關影響。在電路不對稱連接相應的接地故障時,會出現不同的零序基波幅值,而不同的零序基波幅值會對電路中電流的方向造成一定的影響。在對稱或是不對稱的接接地障中,如果電流互感器達到飽和,理論上是沒有零序電壓的,與過流保護存在一定的偏差,并會對結果造成巨大的影響。零序電壓在出現時的觀察方法很特殊,相應的靈敏度降低后會在很大程度上影響測量的結果。但是飽和狀態下的靈敏度失真問題不容否認,所以電流互感器在飽和的情況下,對零序保護也會產生相應的影響。
4 電流互感器飽和時防誤動的建議
為了使得電流互感器更加穩定,減少飽和狀況的發生情況,筆者對相關的實例進行進一步的分析,結合電流互感器的穩態飽和和暫態飽和等相關特性進行研究,得出如下有力的建議:
(1)限制運行時的短路電流。電路在運行時,如果出現短路情況,會導致電流的傳輸不暢等問題,出現回路阻抗增大等問題,所以限制短路電流的相關措施尤為重要。限制短路電流的相關措施早就有了一定的發展。在電路使用時,盡量使用分列并行的方法來擴大電路流通范圍,可以使電路在運行過程中,由一定的判斷后,啟用備用電路進行調節。只要在高電壓情況下做好分列運行的措施,就可以起到限制短路電流運行的相關效果,對繼電保護時故障電流的運行以及電流互感器飽和情況下的防誤動等,都是極有利的措施。(2)增大保護級電流互感器。如果按照符合的電流數值來安裝保護級電流互感器,其實很容易出現電流互感器飽和問題。但在安裝處注意使用最大的短路電流數值作為安裝依據,便會大大減少電流互感器出現飽和的狀況,起到防誤動的效果。但是該方法也有一定的弊端,便是增加了相應分支電流在運行的檢測,所以在使用時要注意一定的適用度,保證使用的方法能夠真正發揮作用。
5 結束語
綜上所述,繼電保護是電力系統的有效保護措施,不僅可以提高電力的供應效率和質量,還能在一定程度上避免相應的安全問題。電流互感器飽和會嚴重影響繼電保護中的靈敏度和可靠性,為了保證電力系統的安全與穩定,防誤動措施有存在和發展的必要。文章是我對繼電保護工作的一些思考,提及的影響和建議都有一定的參考意義,為電流系統安全穩定運行具有積極意義。
參考文獻:
[1]陳宏山,余江,周紅陽.繼電保護受電流互感器飽和的影響及防誤動措施[J].南方電網技術,2013,7(01):65-67.
[2]劉銳力.電流互感器的飽和對繼電保護裝置的影響[J].中國高新技術企業,2014(16):77-78.
[3]葉民.電流互感器飽和特性及對繼電保護的影響研究[D].重慶大學,2012.
[4]胡志華,張斌,姚彥霞.電流互感器飽和對繼電保護的影響及對策[J].內蒙古石油化工,2012(11):56-57.
關鍵詞:中性點接地方式;零序保護;電力系統
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.155
0 前言
電力系統中絕大多數故障都是單相接地故障。為提高其動作靈敏性,均裝設專門的接地保護裝置。該裝置構成簡單,易于實現。通常反映接地故障時的零序電流和電壓,稱為零序保護裝置。零序保護裝置的裝設可以使相間短路的保護接線用電流互感器不完全星形接法來實現,簡化了設備。而中性點不接地、中性點經消弧線圈接地系統在發生單相接地故障時,由于故障電流小,線電壓仍然對稱,系統還可以持續運行1-2小時,故稱為小電流接地系統。除非有特殊要求,該系統的接地保護才作用于跳閘,否則接地保護只作用于信號,提醒運行人員注意。下面就本人在工作學習過程中的知識點,做一簡單介紹。
1 中性點運行方式及其特點介紹
1.1 中性點不接地系統
當出現故障時,造成單相接地現象,單向回路短路,造成使故障相動作電壓降低為零,同時非故障相電壓相對升高,成為高線電壓。而中性點電壓由于發生偏移變化,等同于一相電壓。接地點電流也因此產生變化,等同于非故障相對地電容電流的和,而數值也因此成為正常運行時單相對地電容電流的3倍。雖然出現中性點的偏移導致電相、電壓以及電流的變化,但線壓仍然以對稱的形式存在保證對稱供應,可以連續繼續運行2小時以上。此外,由于中性點發生接地現象,導致接地容性電流的產生并且較強,因此導致接地點在一定范圍內產生電弧,對周邊安全造成影響。此種方法為小電流接地系統方法,通常針對與電流相對較小的電力系統,如6kV以下系統。
1.2 中性點接地系統
1.2.1 中性點經消弧線圈接地系統
當采用中性點經消弧線圈接地系統時,其正常運行狀態下電壓、電流以均衡、對稱額形式存在。當出現故障時,導致單向接地現象的產生時,與中性點不接地相似單向回路短路,造成使故障相動作電壓降低為零,同時非故障相電壓相對升高,成為高線電壓。而中性點電壓由于發生偏移變化,等同于一相電壓。但不同的是,通過利用消弧線圈,將其電壓作用進行控制補償,通過補償將產生感性電流與接地點產生的非故障相對地電容電流進行補償和疊加,在電流數值上總體上小于中性點不接地系統的電容電流。系統故障狀態下,雖然出現中性點的偏移導致電相、電壓以及電流的變化,但線壓仍然以對稱的形式存在保證對稱供應,可以連續繼續運行2小時以上。
1.2.2 中性點直接接地系統
采用中性點直接接地實現三相電壓平行控制,因此三相電壓和電流一直保持對稱。當出現單向接地現象時,不同于中性點不接地和經消弧圈接地導致中性點以單相的存在,其中性點電壓不變,仍然保持為零,只有故障相停止,其他非故障相由于對地電壓未發生變化,其電流也不變,進而穩定的運行。故障相經過接地后,導致單相與接地中性點形成單相短路,進而觸發單相短路時保護裝置,實現跳閘等控制動作,實現故障單相的局部控制。中性點直接接地系統運行穩定,故障影響范圍較小,同時沒有產生電弧效應,大大保障了接地點范圍的安全。由于中性點接地成本控制和管理先對復雜,因此適用于較大工程,如110kV以上等超高壓系統,通過采用該系統,一方面提高保護效果;另一方面可以降低運行損失成本。
2 零序保護
2.1 中性點不接地系統的零序保護
單相接地時,中性點成以單相電壓存在,影響系統內三相電力系統,因此系統內都會出現零序電壓,而短路點的零序電壓即為相電壓。
2.1.1零序電流保護
當零序電流繼電器感應到零序電流時將動作發出信號。為防止單相接地電流較大造成重大影響,通常將保護裝置也接于零序電流濾過器形成的零序回路中,對交大電流進行控制。
2.1.2 方向性零序電流保護
一般情況下故障線路與非故障線路零序功率方向會有所不同,因此在使用充分利用這個特點,對零序功率方向繼電器要采用方式接入進行控制,必須采用正極性接入,防止誤動或拒動。
2.1.3 絕緣監察裝置
絕緣監察裝置對接地后出現的零序電壓進行監測,并進行延時動作與信號的發生。運行期間可以利用線路始端五次諧波零序電流異常,對故障線路進行判別,實現有效的監測。
2.2 中性點直接接地系統零序保護
采用中性點直接接地系統時,正常情況下零序電流不存在,而接地時則會產生很大的零序電流和零序電壓的變化。系統中一旦出現接地短路,必然導致零序電流的產生。因此可以通過安裝零序電流互感器對接地導致的零序電流信號進行監測。此外,零序電壓發生的變化也可以通過利用零序電壓過濾器進行監測,通過采用一種或兩種監測均可以實現對接地現象的監測。
(1)零序電流保護。當電力系統運行過程中出現不對稱時,由于平行線路間的影響,將導致臨近線路零序電流的異常產生,造成繼電器誤動作。為此,一般情況況下通過設置限定值或方向元件來提高監測精度,防止誤判誤動。
(2)零序方向電流保護。當單相接地短路時,將導致零序電流的方向發生了變化,將出現反向零序電流,為此,需要零序方向元件,加強對零序電流方向的判別,形成方向保護。同時,由于故障帶的零序電壓會隨著傳輸距離衰減,因此離故障點越遠,零序電壓越低,由于零序功率方向繼電器沒有死區,因此保護也相對全面。
3 結束語
由上可知,電力系統發生了單接地故障,必然出現零序電流及零序電壓。通過對零序電流和零序電壓的監測和管理可以有效的實現對接地故障的監測和處理,保障電力系統的穩定運行。
參考文獻:
【關鍵詞】繼電保護,事故,預防對策
中圖分類號:TM58文獻標識碼: A
一、前言
近年來,我國在電網的繼電保護設計上雖然取得了飛速發展,但依然存在一些問題和不足需要改進,在建設社會主義和諧社會的新時期,加強對電網的繼電保護的分析,對確保居民的切身利益有著重要意義。
二、電力系統繼電保護的作用
電在世界上是最廣泛被使用的,電力也是最重要的能源。電力系統安全穩定的運行對保證人民生活和社會的穩定具有重大的影響。電力系統是由各種電器元件組成,電氣元件是一種常用的術語,它是指電力系統在各種獨立視圖中的電氣設備、線路、設備等表現形式。由于自然環境、制造質量方面的原因,使運行中維護水平的電力系統在運行中的各種組件可能出現各種故障或不正常的運行狀態,因此我們需要一種特殊的技術,讓電力系統用來建立安全保證體系,其中最重要的就是是繼電保護技術。
電力系統繼電保護基本功能的原理是,在整個系統范圍內,根據指定分區的實時檢測各種故障和不正常的運行,能夠進行快速故障隔離或及時預警措施,以最大限度地支持系統的穩定性,維持電力供應的連續性,保證人身安全,防止或減少設備的損壞。
三、電廠繼電保護事故中要注意的問題
1、防止誤碰繼電器
在繼電保護盤的盤前和盤后都應有明顯的設備名稱編號。如一塊盤上有2個或2個以上回路的保護設備時,在盤上應漆有明顯的劃分線條。跳閘壓板間應有足夠的間隔距離,間隔過近的跳閘壓板應設法加絕緣套罩,以防止在投切壓板時誤碰跳閘。晶體管保護也應裝引出保護壓板。對連跳其他設備的引出壓板、端子、電纜引線等宜作出明顯特殊標志。凡一經觸動不有可能跳閘的繼電器,在其蓋子及底板上均應有明顯的警告奈志。線路接地試驗跳閘按鈕,應裝蓋罩,罩上應有警告標志。定期需要測試的端子上應做好標志(例如定期測試中間繼電器線圈是否斷線的端子等)以防止誤碰其他端子。在投入保護裝置及備用電源自動重合閘前,應檢查跳閘壓板端子有無直流正電源,檢查出口中間不在動作狀態,或檢查啟動繼電器不在動作狀態。
2、防止繼電保護誤校驗
要嚴格執行部頒《繼電保護裝置與系統自動裝置校驗條例》,或根據部頒條例制定的現場檢驗條例實施細則。各單位必須使用統一的繼電保護試驗規程、統一的試驗方法和質量要求,不能因人而異各搞一套。對各種保護裝置,應有一套包括檢驗條例所規定的全部檢驗項目的試驗記錄表格,格式要簡明扼要,清晰易查。
3、防止繼電保護誤整定
新裝繼電保護和自動裝置的整定值,或由于系統的要求需要變更繼電保護和自動裝置整定值時,負責整定的人應根據有關資料進行計算,并另由專業人員核算審核。新整定和更改整定都要出具經批準的整定書。在進行整定計算時,應注意核對各元件的靈敏度,如接地方向元件、振蕩閉鎖元件、負序電壓閉鎖元件、距離元件最小精確工作電流等。在整定線路的速斷保護時,應注意與線路上可熔保險器特性的配合。在備用電源自動合閘裝置的保護整定應考慮防止由于自動起電流及非周期分量的影響而誤動作,由于變壓器勵磁涌流而誤動作,由于永久性故障而越級跳閘。
四、電廠繼電保護技術措施
1、把好繼電保護施工的驗收關
就要進一步加強管理,嚴格貫徹落實有關繼電保護各項規程、規定、標準,規范專業人員在繼電保護各個工作環節上的行為;及時編寫、修訂繼電保護校驗、運行規程和典型操作票,在檢修工作中,防止繼電保護“誤碰、誤整定、誤接線”事故發生。
2、把好繼電保護裝置及其二次回路運行的巡檢關
巡視檢查設備是及時發現隱患,避免事故發生的重要途修TV所在母線上的出線倒至另一條母線上運行。啟動聯跳徑,也是發電廠或變電站值班人員一項重要的工作。交接工作是非常重要的,檢查的內容包括:保護壓板、自動裝置均按調度要求投入,斷路器、壓板位置正確;各回路接線正常,無松脫、是否有發熱現象及焦臭味存在,熔斷器接觸良好;繼電器接點完好,帶電的觸點無大的抖動及燒損,線圈及附加電阻有無過熱;TA、TV回路分別有無開路、短路;指示燈、運行監視燈是否指示正常,表計參數是否符合要求,光字牌、警鈴、事故音響情況完好;高頻保護裝置通道測試、光纖保護誤碼率及差電流是否正確;如發現微機保護打印機動作后,還應仔細檢查報告的內容,當發現報告異常時,應及時上報調度通知繼保人員處理。
3、回路
在母線保護有關的二次回路(主設備檢修而相應斷路器仍需運行時)二次回路上工作,應特別認真做好安全隔離措施。在二次回路上工作時,應認真做好防止保護不正確動作的技術措施和安全隔離措施。差動保護在投入運行前,除測定和回路和差回路外,還必須測各中性線的不平衡電流、電壓,以確保保護裝置和回路完整、正確。
4、繼電保護專業要與電網運行方式專業密切配合
根據電網結構和運行方式的變化,及時校核與調整保護定值。不允許不符合圉家和電力行業相關標準的,未經技術鑒定,未取得成功運行經驗的繼電保護產品投入系統運行。確保變壓器的安全運行,變壓器保護的配置和整定計算,包括與相關線路保護的整定配合。繼電保護整定計算,在保護能正確、可靠動作的前提下,靈敏度整定應適當,以避免不正確動作,確保主設備的安全運行。應定期對所轄設備進行整定值的全面復算和校核,同時也要重視與上級調度部門整定的配合,及時交換資料進行檢查、校核。保證繼電保護操作電源的可靠性,防止出現二次寄生回路,提高繼電保護裝置抗干擾能力。要十分注意主變10千伏側后備保護與出線保護的配合。務必做好保護用電流互感器二次的10%誤差特性的校驗。同時,特別注意變壓器低壓側出線出口發生短路引起電流互感器飽和而導致線路速斷保護拒動問題,對不滿足要求的必須采取調整電流互感器的變比,減少二次回路負載,或選用抗飽和繼電器等措施,防止保護拒動導致事故擴大。
5、事故處理原則
(一)、正確、冷靜對待事故
應當嚴格的按照相關的操作標準和說明,根據需要對保護裝置的連接片進行處理。為了避免誤操作帶來的風險,連接片的投、退應當由兩個專業人員共同操作。當出現跳閘現象時,不能夠直接處理,在將連接進行投操作之前,需要選用直流電壓表檢測保護裝置兩個連接片之間是否存在電壓,只有當直流電壓表示數為零時,才允許投入。
(二)、利用信號判明故障點
應當做好對光子卡信號微機數據的備份,尤其是出現意外和問題時的數據,記錄的圖形顯示裝置的光信號,防止繼電保護事故處理的重要依據下拉信號方程,應認真分析,去偽存真。根據有用的信息,做出正確的判斷是解決問題的關鍵。
(三)、人為事故的緊急處理
另外值得注意的是,要正確對待人為事故。如果信號指示現場沒有找到故障原因,或斷路器跳閘沒有信號,在這種情況下,事故也更難處理的,是人為事故,事故或設備嗎?我們首先要搞清楚。在某些工作環境領域,因為工作人員的不足夠重視,或措施不得力,容易出錯的觸摸和其他人為事故。對人為事故的發生,必須如實地反映,為了分析,同時采取警示,避免類似事件再次發生。
五、結束語
通過對新時期下,發電廠繼電保護事故及預防對策的分析,進一步明確了繼電保護技術的方向,為繼電保護事故預防的優化完善奠定了堅實基礎,有助于提高繼電保護的功能。
參考文獻
[1]李榮華,電網繼電保護運行及故障信息管理系統應采取的策略[J].廣東科技,2009(06).
關鍵詞:智能變電站;繼電保護;體系;調試方法;應用分析;可靠性
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A
智能化變電站是現代科技信息發展的產物,諸如網絡通信技術、光電技術這樣先進的現代化智能應用已經讓它完全超越了傳統變電站,成為了市場及業界發展的主流。在信息技術的支持下,像電氣量數字化輸出這種全新的智能變電站運行模式也能得以實現,使得變電站智能化信息在網絡傳輸中暢通無阻,為企業增加了生產作業時信息的透明性。同時,新型數字化互感器的加入也讓變電站的生產效能大幅增加,功耗卻相對減少,是產業發展的福音。
一、智能化變電站繼電保護調試方法
繼電保護調試的目的就是保證電力系統的穩定安全運行,所以在進行相關保護裝置元件調試時,一定要保證技術的嚴謹性與科學性,本文介紹了幾種常見的繼電保護調試方法。
(一)對保護裝置元件進行調試
在對智能化變電站保護裝置元件調試前,應該先要對電力設備進行相關的全方位檢測,比如說插件有沒有質量問題,現壓板有沒有松動,設備直流回路絕緣情況是否穩定等等。對上述情況的檢查都要在電源斷開的狀態下進行,同時也要拔出邏輯插件并確認系統保護裝置的實際零漂值。在進行完上述設備檢查之后,就可以開始對設備的保護定值進行校驗。校驗的對象包括了縱聯差動保護值、PT斷線相過流、零序過流定值等等。校驗這些保護定值的目的同樣是為了確保系統運行的安全穩定。另外,光纖通道聯調也是關鍵環節,當光纖通道指示燈熄滅并沒有任何警報被觸發時,就可以確認光纖通道連接正常。該測試的目的是檢查并確保變電站繼電保護系統的網絡通信正常及流暢性。
(二)通道調試
通道調試的主要方向是確保光纖通道的連接暢通性。先要對設備整體的工作狀態進行判斷,保證設備中光纖通道連接無誤無警報。當指示燈顯示有異常狀態時,則說明通道中狀態計數不是恒定的。此時就要對變電站通道進行調試并清潔設備光纖頭,最后保證接口設備具有良好的接地性。
(三)GOOSE調試
GOOSE調試涉及到對設備菜單欄的調試,調試之前首先要配置好GOOSE的報文統計和通信狀態,在確定沒有任何警告信號之后,利用GOOSE調試的發送功能來實現對現場模塊的調試。在這其中可以配送12個發送壓板來輔助GOOSE調試的發送功能。另外,GOOSE也有很強的接收功能,可以接收來自于外部的信息,通過光纖通道與變電站繼電保護系統內部進行通信。
二、常規互感器與合并單元的組合方式調試應用
(一)合并單元
在智能變電站中,合并單元是作為連接間隔層二次設備與站內電子互感器而出現的,只有二者符合要求,整個變電站才能為系統提供較為穩定可靠的交流信息,進而達到保護和測控智能變電站裝置的目的。在這里,合理的接口設計其目的一來是為了簡化二次設備,提高系統整體性能可靠性和數據讀取的精確性,也有優化智能變電站自動化系統,最終實現電站內信息共享和系統集成的作用。220kV智能變電站所采用的合并單元輸出模式是數模一體化設計,并利用到A/D輸出數字化模式。它的主要功能就是同步采集最多12路,并且在ECT輸出數字信號的支持下可以按照規定格式將信息發送給測控設備。整個信息傳輸采用了以太網的傳輸模式,并且采樣值數據全部可以實現自由配置與共享。
(二)220kV智能變電站常規互感器與合并單元的組合調試應用
為了對220kV智能變電站進行工程改造,所以全站使用常規的“電磁式互感器與合并單元的組合方式。這一組合實現了模擬量的就地數字化轉換,所以也稱它們為合并單元與常規互感器的數模一體化開發設計,這種設計減少了設備的使用數量,從而降低了系統的造價成本,對提高間隔采樣數據的同步率和安全可靠性方面也有幫助。
220kV智能變電站所采用的電磁式互感器+合并點單元的配置方案有以下特點。
1 此配置完全取消主變高壓側套管CT,同時也減少了110kV的側互感器繞組數。這兩方面的改進使得投資進一步減少,而常規互感器的運行也變得更加穩定,且易于日常維護。
2 在改造過程中,合并單元被設計為下放,這樣就可以最大程度的減少對電纜用量的使用和控制,這一改造符合智能變電站的經濟運行要求,也符合變電站的全壽命運行理念。
3 在改造與組合過程中,電流與電壓依然是最重要的因素,他們的正確性與穩定性是整個變電站系統的穩定基礎。為了滿足電子式互感器與合并單元的實際運行要求,根據220kV智能變電站的負荷重要性,提高了其內部的供電可靠性,滿足了本站在改造方面的技術要求。
4 另外,采用電磁式互感器與合并電單元的組合模式,進一步的加強了對電流回路可能出現各種問題的判斷,減少了互感器在二次回路時所發生的故障。而且目前我國在這方面的故障處理技術與經驗已經相當豐富,所以基本可以保證設備的安全與穩定運行。
三、主變保護的可靠性計算
變電站繼電保護中的主變壓器保護是重中之重,因為主變壓器是整個變電系統中應用層面的智能化核心。陽泉智能變電站的主變所采用的是保護測控為一體的保護裝置系統,它既能保護CPU又能測控CPU,其測控采樣也可以作為保護啟動的相關依據來幫助繼電保護系統提高安全可靠性。
為了得到主變保護的可靠性函數,本文利用了不交化算法與小路集法,根據繼電保護系統中各個元件的工作效率和故障率,當取時間t為50年時,主變保護TMTTF應該為:年。如圖1所示。
結語
本文在智能變電站的繼電保護調試方法、保護應用等方面進行了相關分析,并證明了系統中主變保護的運行可靠性。希望這些技術的應用能夠推進我國智能變電站的調試維護及智能化水平,并保證智能變電站能夠持續穩定、順利的投入運營,創造更大的價值。
參考文獻
[1]倪登榮,倪曉琴.芻議智能變電站繼電保護調試方法與應用[J].信息通信,2013(08):276-276.
關鍵詞:電力系統;繼電保護;干擾原因;防護措施
中圖分類號:TM7文獻標識碼: A
0前言
從電力系統的運行角度上來說,繼電保護的工作目的在于:在被保護元器件出現運行故障的情況下,相應的繼電保護工作裝置能夠將這部分故障元件及時、且自動的自電力系統運行體系中隔離出來,確保無故障的部分能夠在第一時間恢復正常運行。借助于此種方式,不但能夠降低故障元件可能受到的持續損害,同時也可達到降低電力系統停電范圍與嚴重程度的目的。因此,繼電保護運行的可靠性在很大程度上對電力系統運行的安全性有著極為突出的影響。這其中,正確識別并合理防范干擾問題是至關重要的。本文試對其作詳細分析與說明。
1 電力系統繼電保護干擾的原因分析
干擾是電力系統繼電保護過程中最常見的不良影響之一。可能導致電力系統繼電保護在運行過程中產生干擾的主要因素包括:(1)雷擊因素;(2)輻射因素;(3)工頻因素這幾個方面。具體原因分析如下。
1 . 1 雷擊因素影響下的干擾分析
在雷電流通過變電站并傾泄至大地的整個過程當中,勢必會經過電力系統中一次設備所對應的接地線,對變電站自身地網系統產生不小影響。因此,在受到變電站地網阻抗因素影響的情況下,整個變電站在雷擊因素作用下所表現出的暫態地電位會同地網電位差之間形成一定大小的電流,繼而影響繼電保護的可靠性。
1 . 2 輻射因素影響下的干擾分析
電力系統結構周邊各類移動通信工具的運行均會產生一定的輻射,并形成一種表現為變動趨勢的磁場。在這一磁場與電力系統繼電保護弱電子回路發生耦合反應的過程當中,回路系統當中會感應,并釋放相當的高頻電壓信號,這種感應號源在一定程度上使得繼電保護裝置不能做出正確的判斷而做出了誤動作,從而影響了繼電保護的正常工作。
1 . 3 工頻因素影響下的干擾分析
在系統出現接地故障的情況下所產生的障礙電流會首先流入變壓器設備的中性點位置,在經過地網、架空地線的傳輸之后,最終流入故障點位。在此過程中,受到地網阻抗作用的影響,會導致此狀態下的大地電位數值明顯低于地網電位數值。由此所形成的電位差導致電力系統電纜層中的屏蔽層將所潛在的工頻電流感應出來,使整個屏蔽回路受到相當明顯的干擾,最終可能導致電力系統高頻電纜屏蔽層
產生運行干擾、甚至是損毀問題。
2 電力系統繼電保護干擾的防范措施分析
綜上所述有關電力系統繼電保護產生干擾原因的分析,本人認為,要想從根本上實現對繼電保護干擾的防范,就需要以對繼電保護工作人員的協調為前提,以對繼電保護規章制度的健全為基礎,以對外界干擾幅度的合理控制為重點,以二次設備檢測技術的落實為中心,以低壓配電線路的保護為關鍵,來更好的提升整個電力系統繼電保護的工作水平。具體而言,需要做好以下幾個方面的工作。
2 . 1 做好對電力系統繼電保護工作人員的協調工作
電力系統繼電保護工作在開展過程當中需要協調處理調度工作人員、繼電保護工作人員、以及運行人員這三方之間的關系,確保思想意識的高度統一。具體來說,可將調度工作人員、繼電保護工作人員、以及運行人員集中起來,統一進行培訓,明確自身在整個電力系統繼電保護工作中的所處位置,以提高目標契合度。
2 .2 做好繼電保護規章制度的健全工作
結合電力系統繼電保護工作的特點來看,實現對繼電保護裝置各項運行管理規章制度的建立與健全是尤為關鍵的。在電力系統繼電保護工作的開展過程當中,包括運行維護、校驗檢驗、事故分析、以及缺陷處理在內的各環節工作,均需要借助于計算機方式,實現動態性且實時性的跟蹤檢查。其中關鍵的一點是:重視電力系統繼電保護工作過程中,規章制度的落實情況。可以采取獎懲措施,設置專項獎金,具體責任人,激發各方工作人員做好繼電保護工作的意識。
2 . 3 做好對外界干擾幅度的合理控制工作
對外界干擾幅度的控制與降低,需要從控制一次設備干擾幅度和控制直流控制回路干擾幅度這兩個方面入手。
2.3.1 對一次設備干擾幅度的控制措施分析
一次設備所引發干擾主要是受到了地電位差因素的影響。因此,在控制此類干擾因素的過程當中,需要盡量選取密集性的網絡結構,并在地中位置打入接地棒,通過此種方式達到提高用電設備接地可靠性,同時改善地網結構的目的。不難發現:若能夠在繼電保護工作的實施過程中,將地網系統的阻抗控制在較小水平,則在高頻電流、或者是雷電流注入地網運行系統的情況下,各點位所對應電位水平差距會有所控制,從而將源自于一次設備的干擾幅度控制在最低限度。
2.3.2 對直流控制回路干擾幅度的控制措施分析
在傳統電力系統繼電保護運行過程當中,直流控制回路中,電感線圈部件的瞬發性斷開問題將對整個繼電保護產生明顯的干擾。要想實現對此類干擾的合理防范,最有效的措施在于:在電力運行系統中,增設必要的續留回路。通過此種方式,即便直流控制回路中的電感線圈部件出現斷開,由此所產生的電磁場也能夠得到最大限度,且及時的釋放。具體的實施方案為:在直流控制回路電感線圈部件上以并聯方式連接一定的串聯電阻電容回路;同時也可以采取并聯方式,在電感線圈上連接二極管,進而實現對諧振干擾的有效控制。
2 . 4 做好對二次設備檢測技術的落實工作
在微機化自動裝置自動診斷技術不斷發展的過程當中,繼電保護所對應的故障診斷系統使得電氣二次設備的檢測質量與水平得到了極為顯著的發展。相對于電力系統中的各類繼電保護裝置而言,實際工作中可以通過加載在線檢測設備的方式,結合設備運行狀態,實現可靠有效的故障診斷。
2 . 5 做好智能化的電力系統繼電保護工作
電力系統中所涉及到的諸如遺傳算法、神經網絡、模糊邏輯等相關技術均已具有相當成熟的發展經驗,并開始逐步落實在繼電保護系統應用領域當中。結合現階段的發展情況來看:除差動保護以外,其他繼電器保護裝置所反映的電氣量指標僅僅局限在繼電保護裝置的安裝上。電力系統應用繼電保護裝置所實現的,也僅僅是對故障元器件的切除。導致電力系統繼電保護工作存在上述局限性的最根本原因在于:缺乏良好的數據通信技術支持。為此,在微機保護網絡化的發展中,需要將電力系統繼電保護中的各個繼電保護裝置,通過計算機網絡的方式實現集中性連接,這樣可以更加全面的反應電氣量情況,防范事故,同時控制負面影響。
3 結語
通過以上分析需要認識到:在電力系統繼電保護工作的實施過程當中,需要嚴格按照繼電保護工作原則,將多個方面的因素綜合考量起來,防止繼電保護在動作過程中出現失配問題。與此同時,在電力系統繼電保護運行過程中,若出現此類問題,應當進行全面且系統的分析。采取行之有效的措施來控制干擾,并逐步防范干擾。總而言之,本文針對電力系統繼電保護過程中產生干擾的原因,以及防范干擾的有效措施等相關問題做出了簡要分析與說明,希望能夠為后續相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與借鑒。
參考文獻
[1] 張保會,王進,李光輝,等.具有低電壓穿越能力的風電接入電力系統繼電保護的配合[J].電力自動化設備,2012,32(3) :1 - 6 .
[2] 鄒俊雄,蔡澤祥,孔華東,等.基于圖形平臺的電力系統繼電保護動作邏輯仿真[J].電力系統自動化,2002,26(8):61-64 .
[3] 王振樹,張波,孟昭勇,等.電力系統繼電保護及故障信息子站系統的方案設計[J ].繼電器,2006,34(7) :65-69,86.
關鍵詞: 繼電保護特點可靠性
Abstract: along with the computer technology and the rapid development of power systems, in the communications technology also had great progress, relay protection to network and computer to carry on the development, measurement, protection, control to artificial intelligence and data communications integration direction further rapid development. At the same time, there are more and more new theories, new technology will be used to relay protection field, which requires us in the relay protection work should continue to explore, study and progress, in order to improve power supply reliability to achieve the purpose, and to guarantee the safe and stable operation of power grid to.
Key words: reliability of relay protection characteristics
前言
繼電保護技術的發展是電力安全發展趨勢的一種必然選擇,也是企業在供電過程中不可缺少的一種重要應用工程。該技術的運用必將隨著電力的不斷發展而提升。在現代化的電力需求中,家電設備增多、企業用電機器增多、發電機容量增大等多種客觀方面的原因使得電力系統中正常工作電流和短路電流都不斷增大。這就需要一種既能夠保護機器正常運轉,又能夠對短路等用電現象提出及時警報的技術。無疑,繼電保護技術便應運而生。本世紀初隨著電力系統的發展,繼電器才開始廣泛應用于電力系統的保護。本文試就繼電技術的發展運用作探析。
一、繼電保護的特點
1.1改善和提高繼電保護的動作特征和性能,正確動作率高。主要表現在能得到常規保護不易獲得的特性;其很強的記憶力能更好地實現故障分量保護;可引進自動控制、新的數學理論和技術,如自適應、狀態預測、模糊控制及人工神經網絡等,其運行正確率很高,已在運行實踐中得到證明。可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等,可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。
1.2工藝結構條件優越。體現在硬件比較通用,制造容易統一標準;裝置體積小,減少了盤位數量;功耗低。可靠性容易提高。體現在數字元件的特性不易受溫度變化、電源波動、使用年限的影響,不易受元件更換的影響;且自檢和巡檢能力強,可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。使用靈活方便,人機界面越來越友好。其維護調試也更方便,從而縮短維修時間;同時依據運行經驗,在現場可通過軟件方法改變特性、結構。
1.3可以進行遠方監控。微機保護裝置具有串行通信功能,與變電所微機監控系統的通信聯絡使微機保護具有遠方監控特性。
二、電力系統安全問題的防護措施
2.1電力系統的安全問題上分析
當被保護的電力系統元件發生故障時,應該由元件的繼電保護裝置進行準確和迅速的把相關發生故障的元件進行脫離,并由最近的斷路器進行發出跳閘的命令,從而使發生故障的元件能及時的從電力系統中進行分離,以最大限度的減少對電力系統中元件的本身所造成的破壞,要大大的降低對電力系統安全供電的影響,并滿足其電力系統的某些特定要求。
2.2安全提醒問題上的分析
有效的反映出電器設備的不正常工作的狀況,并根據所發生的不正常工作狀況的原因和設備的運行維護條件的不同所發出相應的信號,以便值班人員進行相對應的處理,或者由自身的裝置進行自動的調整,或者把那些正在運行會引起事故的相關電器設備進行有效的切除,那些反應出不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時工作。
2.3 提高繼電保護安全性的措施
1)貫穿于繼電保護的設計、選型、制造、運行維護、整定計算和整定調試的全過程,而繼電保護系統的可靠性主要決定于繼電保護裝置的可靠性和設計的合理性。其中繼電保護裝置的可靠性又起關鍵性作用。由于保護裝置投入運行后,會受到多種因素的影響,不可能絕對可靠,但只要制定出各種防范事故方案,采取相應的有效預防措施,消除隱患,彌補不足,其可靠性是能夠實現的。
2)提高繼電保護可靠性的措施應注意以下幾點:
保護裝置在制造過程中要把好質量關,提高裝置整體質量水平,選用故障率低、壽命長的元器件,不讓不合格的劣質元件混進其中。同時在設備選型時要盡可能的選擇質量好,售后服務好的廠家。
3)晶體管保護裝置設計中應考慮安裝在與高壓室隔離的房內,免遭高壓大電流、斷路故障以及切合閘操作電弧的影響。同時要防止環境對晶體管造成的污染,有條件的情況下要裝設空調。電磁型、機電型繼電器外殼與底座間要加膠墊密封,防止灰塵和有害氣體侵入。
4)繼電保護專業技術人員在整定計算中要增強責任心。計算時要從整個網絡通盤考慮,認真分析,使各級保護整定值準確,上下級保護整定值匹配合理。
5)加強對保護裝置的運行維護與故障處理能力并進行定期檢驗,制定出反事故措施,提高保護裝置的可靠性。
6)從保證電力系統動態穩定性方面考慮,要求繼電保護系統具備快速切除故障的能力。為此重要的輸電線路或設備的主保護采用多重化設施,需要有兩套主保護并列運行。
7)為了使保護裝置在發生故障時有選擇性動作,避免無選擇性動作,在保護裝置設計、整定計算方面應考慮周全、元器件配合合理、才能提高保護裝置動作的可靠性。
三、繼電保護狀態檢修應注意的問題
3.1 要嚴格遵循狀態檢修的原則
鑒于繼電保護的重要性,對其定期進行預防性試驗是完全必要的,決不能只是在出現不正確動作后再去分析和修復。繼電保護定期檢修的根本目的應是 “確保整個繼電保護系統處在完好狀態,能夠保證動作的安全性和可靠性”。因此,原則上定檢項目應與新安裝項目有明顯區別,只進行少量針對性試驗即可。應將注意力集中在對保護動作的安全性和可靠性有重大影響的項目上,避免為檢修而檢修,以獲取保護定期檢驗投資效益的最大回報。實施狀態檢修應當依據以下原則:一是保證設備的安全運行。在實施設備狀態檢修的過程中,以保證設備的安全運行為首要原則,加強設備狀態的監測和分析,科學、合理地調整檢修間隔、檢修項目,同時制定相應的管理制度。二是總體規劃,分步實施,先行試點,逐步推進。實施設備狀態檢修是對現行檢修管理體制的改革,是一項復雜的系統工程,而我國又尚處于探索階段,因此,實施設備狀態檢修既要有長遠目標、總體構想,又要扎實穩妥、分步實施,在試點取得一定成功經驗的基礎上,逐步推廣。三是充分運用現有的技術手段,適當配置監測設備,大力開展二次線的在線監測,研究不停電檢修整個繼電保護系統的技術。著手研究隨著變電站綜合自動化工作的進展,保護裝置分散布置、集中處理、設備間聯系網絡化、光纖化繼電保護運行和故障信息網建成后的保護定檢工作發展方向。
3.2 重視狀態檢修的技術管理要求
狀態檢修需要科學的管理來支撐。繼電保護裝置在電力系統中通常是處于靜態的,但在電力系統中,需要了解的恰巧是繼電保護裝置在電力系統故障時是否能快速準確地動作,即要把握繼電保護裝置動態的"狀態"。因此,根據對繼電保護裝置靜態特性的認識,對其動態特性進行判斷顯然是不合適的。因此,通過模擬繼電保護裝置在電力事故和異常情況下感受的參數,使繼電保護裝置啟動和動作,檢查繼電保護裝置應具有的邏輯功能和動作特性,從而了解和把握繼電保護裝置狀況,這種繼電保護裝置的檢驗,對于電力系統是很有必要的和必須的。
關鍵詞:智能電網;繼電保護;IEC61850;實現方法
智能電網建設進程的快速推進和發展,為智能電網技術應用的推廣提供了良好的平臺,但也給繼電保護造成了很大的影響和沖擊。深入研究智能電網繼電保護十分有必要,將計算機技術、數據通信技術以及傳感器技術等融入到智能電網技術中,走數字化、自動化、互動化的智能電網建設道路,從而促進繼電保護技術的進一步發展。
1 智能電網的特點
目前,大多數國家都擁有各自的智能電網,它們都是經過研究和實踐而來,根據各國的需求和發展而定。通過對比可以發現,智能電網一般具有以下幾個特征:(1)具有平臺效應,在智能電網平臺上用戶可以更深地了解、熟悉電網信息,使用者可以進行電網運作和自主參與;(2)具有自我恢復功能,在電網遭到損壞時能進行簡單的自我恢復以保證電力供應;(3)兼容能力較強,對多種電力設備具有兼容效果;(4)電能的提供更為穩定、優質;(5)安全性更高,與傳統的普通電網相比,智能電網安全性能更高;(6)降低了投入和運行成本、提高了運行效率和質量。
2 智能電網對繼電保護提出了新的要求
作為智能電網系統運行的重要保障和防線,繼電保護應當在原來的電網裝置上進行設計優化,以保證智能電網的正常運行。
2.1 數字化要求
數字化、信息化、自動化和互動化是智能電網的主要特點,因而要求繼電保護也具有測量技術和傳輸方式的數字化特點。智能電網建設的快速推進,使得智能儀器和設備也得到了充分的應用,傳統的互感器被具有網絡接口的電子式互感器取代,數字式微機保護裝置、智能斷路器的接入,簡化了系統二次設備,也方便了智能電網繼電保護設備的維護。
2.2 網絡化要求
智能電網網絡化發展對繼電保護提出了相應的要求。就傳統繼電保護而言,其只能實現對局部區域的有效保護,網絡信息技術的廣泛應用,極大地實現了信息共享,能夠及時獲取變電運行設備的各項信息,并能夠對信息進行發送和處理,彌補了傳統二次電纜傳輸的缺陷。因此,要求加快網絡技術在繼電保護中的應用,借助于網絡傳輸,確保信號的可靠性、真實性及完整性。
2.3 廣域化要求
智能電網逐步朝著信息化方向發展,與此同時,要求繼電保護也應當逐步實現信息化。作為電力系統控制的關鍵環節,雖然加快構建信息系統并非為了直接服務繼電保護工作,但利用信息系統這一平臺可能收集廣域信息,能夠有效提升安全自動化裝置及后備保護的性能。
2.4 輸電靈活性要求
與傳統電網相比較,智能電網具備很多優點,尤其是在輸電效率方面,控制方式靈活性高且速度快,因此,對繼電保護的輸電靈活性提出了更高的要求。此外,為提高輸電質量,智能電網還融合了諧波抑制、可控串聯補償、靜止無功補償、潮流控制器等裝置與技術以及電能質量控制等技術,大大增加了智能電網中非線性控制電力元件的數量。
2.5 整定自動化要求
單線信息限制了傳統電網繼電保護技術,定值調整誤差和保護線路有限降低了傳統電網繼電保護質量和效率。在智能電網中,有機結合了被保護線路和相關裝置設備,匯集并整合了系統中的所有運行信息,提高了繼電保護的準確性,也對其整定自動化提出了要求。
3 智能電網繼電保護的實現方法
3.1 優化智能電網繼電保護系統結構
在智能電網中,可以借助于傳感器,對供電、發電、輸配電等重要設備的運行狀態加以實時監控。并將所獲取數據利用網絡系統進行整合處理,對數據加以有效分析,實現對保護定值及功能的遠程性監控。對于繼電保護裝置而言,除了需要所保護對象的運行數據以外,還需相關設備的運行參數。以便及時識別故障,確保無人工干預之下可以迅速隔離、排除故障,盡快恢復運行,以防大面積停電等重大情況發生。因此,對于繼電保護裝置而言,保護動作并非只針對保護對象,也可能需要發連跳命令,將其他相關節點跳開,或只發連跳命令,將相關節點跳開,無需將本保護對象跳開。在智能電網環境下,利用監控系統針對本保護對象及相關節點運行情況加以分析,對繼電保護裝置的保護定值及功能及時進行調節,確保其能夠有效適應運行狀況的動態變化,利用保護功能,實現所參與故障識別的保護動作策略。
3.2 調整保護定值
一方面,由于運行方式靈活性強,潮流流向的不確定性,要求保護定值應具備自適應性等功能。例如,對于智能電網某個電源點而言,不僅能夠直接接入電網中,也可實現微網孤島運行,這樣以來,同電源點相連的線路潮流就實現了其不確定性,依據電流、距離保護等原理,需要確保保護定值可以依據運行方式的動態變化,及時進行調整。這樣,針對某一條線路的繼電保護裝置,其信息不僅包括本線路電氣量,還包括了本線路關聯線路的運行情況,通過對所有信息進行綜合,及時修正保護定值。另一方面,保護功能需要以運行方式的變化情況為依據,加以適當調整。若將某節點從系統中解開,則該節點所安裝的線路保護裝置也必須退出所有運行,此時,相關線路潮流會被重新分配與合成,與此同時,運行方式也發生了改變,此時需要其他節點所安裝的保護裝置對線路進行保護,相應地,線路長度及阻抗也產生了改變,需要對節點保護裝置的保護范圍、定值等加以調整。
3.3 改變保護配置的形態
對于傳統繼電保護而言,其信息采集及信號發送媒介會因IEC61850網絡數字化變電站而產生改變,借助于信息共享,主保護性能也得到了極大地提高,此時,繼電保護共享控制信號產生了變化。為了確保信號控制傳輸網絡的穩定性、可靠性,必須借助于智能化控制裝置,對一次、二次設備加以有效控制,大量減少電纜使用量,實現二次回路的數字化和網絡化,繼電保護設備之間可以通過網絡進行邏輯的配合和閉鎖,簡化設計,實現智能化開關。
3.4 實現IED(電子智能設備)互操作
IEC61850是實現數字化、智能化變電站的關鍵技術,是一種新的構建變電站自動化系統的方法。IEC61850標準建立統一的、面向對象的層次化信息模型,實現設備的自我描述,實現應用開放互操作要求;建立信息服務模型,規范了IED(電子智能設備)與站控層監控主機之間運行、維護報文傳輸,規范了間隔層IED之間以及間隔層IED與過程智能終端之間的開關量報文的快速傳輸,實現智能保護設備狀態信息共享、智能保護設備聯閉鎖功能、開關類設備的跳合閘控制功能,規范了間隔層IED與合并單元之間采樣報文傳輸,IED直接接受來自合并單元的量測量數字信息,實現測量信息的共享,使變電站自動化系統的集成過程從人工處理向自動化處理轉變。
4 結束語
智能電網是微電子、通信和計算機技術在電力系統的領域的應用革新,以更好的實現節能減排和提升供電可靠性的目標,滿足可持續發展的社會需求和電力市場化的經濟性需求,提高電網的可靠性、可用性和綜合效率。總之,雖然我國智能電網發展已取得了重大的成就,但技術方面仍存在諸多不足,必須進一步加強智能電網繼電保護技術的研究,提升繼電保護的自適應功能,更好的適應電網的結構和運行方式的變化,為保障供電的安全性及穩定性奠定基礎。
參考文獻
【關鍵詞】死區故障;失靈;防范措施
1 220kV線路開關死區故障防范措施
220kV線路開關死區發生故障,母線保護判為區內故障,線路主保護判為區外故障,母差保護跳開故障線路所在母線上所有開關,但線路對側開關仍然向故障點提供故障電流。若依靠線路對側后備保護動作,則延時較長,不符合220kV系統“近后備”保護動作原則。事實上線路開關死區故障與母線故障而該線路開關失靈的特點是相似的,除3/2斷路器接線外,對不帶分支且有縱聯保護的線路,母線保護動作除隔離母線外,還須通過該斷路器所在線路的縱聯保護采取措施:閉鎖式采用母線差動保護動作停信;允許式采用母線差動保護動作發信;縱聯差動采用母線差動保護動作直跳對側或強制本側電流置零,使對側縱聯保護跳閘,快速切除故障。
2 主變220kV側開關死區故障防范措施
以500kV主變變中開關死區故障為例來說明:由于故障點落于220kV母線保護范圍之內,而落于主變差動保護范圍之外,母差保護跳開主變變中開關所在母線,但500kV系統將繼續經過主變向故障點提供很大的短路電流。若依靠主變后備保護隔離主變各側開關,則在此延時內主變可能會燒毀,系統穩定可能被破壞,因此須采取措施聯跳主變各側開關。
事實上500kV主變變中開關死區故障與220kV母線故障而主變變中開關失靈的特征是相似的:根據《關于明確220kV及以上系統變壓器開關失靈聯跳各側回路有關反措要求的通知》(中國南方電網電力調度控制中心[2011]19號發文)規定,220kV及以上系統主變開關失靈應聯跳主變各側。以下分兩種情況論述:
(1)若失靈(母差)保護裝置能夠按間隔區分,則失靈(母差)保護在判別出主變220kV開關失靈時,除出口跳母線上相關開關外,還需開出接點啟動主變非電量跳閘回路聯跳主變各側開關。
(2)若配置的失靈保護不能按間隔區分失靈,則失靈(母差)保護可以利用主變保護屏的斷路器輔助保護出口聯跳主變各側開關,失靈過流判據在斷路器輔助保護實現。
對于220kV主變變高開關死區故障,由于相鄰的多臺主變壓器可能掛于不同的220kV母線,仍可通過110kV母線向故障主變提供短路電流,因此對于220kV變電站也需要按以上方式完善此功能,以縮短故障切除時間,減小對系統和主變的沖擊。
3 母聯、分段開關死區故障防范措施
對于母聯開關,國內主流廠家的母差保護均配置母聯死區保護;對于分段開關(這里特指雙母雙分接線形式下的分段開關),則依靠分段失靈保護隔離故障,下面分別說明。
3.1 母聯開關死區故障
3.1.1 母聯開關處于合位
母聯開關處于合位時發生死區故障,母聯開關側母線小差保護首先動作,但故障仍然存在,開關側母線小差元件不返回,當母差保護檢測到母聯開關處于跳位,經延時(一般為150ms)封母聯CT,之后CT側母線小差保護動作,即母聯合位死區故障母線保護會先后切除兩條母線。
3.1.2 母聯開關處于分位
當母差保護檢測到母聯開關處于分位且母聯CT無流,若兩母線均運行,則經延時(一般為400ms)封母聯開關CT。此時母聯開關死區發生故障,由于母聯開關CT退出小差計算,因此開關側母線小差元件不動作,CT側母線小差元件動作,即母聯分位死區故障母線保護只切除故障母線。
3.2 分段開關死區故障
3.2.1 分段開關處于合位
圖1 分段開關死區故障示意圖
雙母雙分接線形式由兩套母差保護配合構成完整的母線保護,當圖1中分段開關死區發生故障時,實際故障點落于3M區域,但1M差動元件動作且不返回,起動3-4M母差保護FD1失靈,3-4M母差保護檢測到FD1失靈開入且判別FD1有流,經失靈延時跳開3M所有元件。即分段合位死區故障母線保護切除分段開關所連兩條母線。
3.2.2 分段開關處于分位
假設圖1所示FD1與FD2均斷開,當FD1開關死區發生故障時,1M差動元件動作,但由于1M不向故障點提供故障電流,復壓元件可能不開放,因此1-2M母差保護只出口跳FD1開關(母差保護跳分段不經復壓閉鎖)。之后1-2M母差保護檢測到FD1開關仍有電流,起動3-4M母差保護FD1失靈,3-4M母差保護檢測到FD1失靈開入且判別FD1有流,經失靈延時跳開3M所有元件。即分段開關所連兩條母線沒有任何電氣聯系時,分段死區故障母線保護只切除故障母線。
若FD1為分位,而FD2為合位,即1M與2M有間接電氣聯系,由于故障初期1M復壓會開放,因此保護動作情況與分段合位死區故障相同。
4 驗收工作中的注意事項
4.1 繼電保護用CT二次繞組配置注意事項
合理配置CT二次繞組可以有效避免保護動作死區,下面以3/2斷路器接線形式為例來說明,其他接線形式可以此類推:
圖2 3/2接線CT二次繞組錯誤配置示意圖
如圖2所示,當F1~F5點發生繞組內部故障時,存在保護拒動問題:
F1點故障:母差保護與間隔1保護范圍沒有交叉,存在保護動作死區。
F2點故障:若5013開關失靈,5013開關失靈保護因感受不到故障電流而拒動。
F3點故障:間隔1保護動作跳開5012開關后,故障仍未切除,5012開關失靈保護因感受不到故障電流而拒動。
F4點故障與F2點類似,F5點故障同F1點類似。
正確的配置方法是:
(1)對于邊開關,以5011為例,間隔2保護應與500kV IM母線保護的保護范圍交叉,開關失靈保護用繞組應位于間隔2保護與500kV IM母線保護用繞組之間;
(2)對于中開關,間隔1與間隔2兩個設備保護的保護范圍應交叉,開關失靈保護用繞組應位于間隔1與間隔2兩個設備保護用繞組之間。
在電流互感器安裝調試時應結合一次升流試驗,檢查每套保護裝置使用的二次繞組和整個回路接線正確性。
4.2 母聯開關輔助接點驗收注意事項
母聯開關位置輔助觸點是否可靠關系到母聯死區保護能否正確動作,對母聯開關輔助觸點驗收注意事項如下:
(1)判別母聯開關位置的輔助觸點應取自開關場地的斷路器輔助觸點,不應采用經過重動的跳閘位置TWJ觸點;
(2)從開關場地引開關的輔助觸點到控制室保護屏是一個長距離的電氣傳輸過程,為抗電磁干擾,應使用強電源(220V或110V)作為開關量電源。
5 結語
本文總結了典型接線形式下線路開關、主變開關及母聯分段開關死區故障時保護的防范措施,并提出了驗收工作中的注意事項。通過以上分析可以發現開關死區保護與開關失靈保護有共通的地方,也有一定的區別,熟知繼電保護對死區故障的防范措施,有助于理解繼電保護的配置原則,對故障分析以及現場工作技術把關均有積極意義。
【參考文獻】
關鍵詞:雷擊;輸電線路;防雷;保護;措施
前言
目前輸電線路在運行過程中,對其運行的安全性影響的因素較多,而這其中雷擊是非常重要的安全隱患之一,極易導致線路出現跳閘故障,特別是在山區,輸電線路更易受到雷電的襲擊,從而給安全運行帶來較大的影響。所以需要對輸電線路中存在的問題進行分析,提出切實有效的保護措施,確保輸電線路能夠安全穩定的運行。
1 雷擊導致輸電線路跳閘的類型
1.1 繞擊跳閘
繞擊跳閘在輸電線路上發生的較為頻繁,由于在輸電線路上都架有架空的避雷針線,所以發生繞擊跳閘的故障點通常都處于垂直排列的中相和上相,或是水平排列的邊相。由于輸電線路所處的位置較為特殊,所以即使是安裝了合格的接地電阻,但一些較小的雷擊電能也極作用到輸電線路上,導致繞擊現象的發生。
1.2 反擊跳閘
導致反擊跳閘故障發生時,多數情況下都是由于接地電阻不合格所導致的,這種故障多發生在35kv~220kv的輸電線路中,容易發生故障的相線多為垂直排列的中相和下相,也有發生在水平排列的中相位置的,通常故障點為多基多項或是一基多項點為主。
1.3 感應雷擊跳閘
這種故障多發生在35kv之下等級的輸電線路中,由于這類線路都沒有進行架空避雷針線,所以故障相多以垂直分布的上相或是水平排列的變相為主,故障點也以一基多相或是單相的方式存在,此故障發生時,與是否有合格的接地電阻并沒有多大的關系,只有雷擊故障較大,都極易導致雷擊跳閘故障的發生。
2 輸電線路防雷保護方面存在的主要問題
2.1 雷擊活動復雜、隨機性大
雷電的發生由于具有較大的隨機性,而且也較為復雜,無法進行準確預報和進行測量,這樣就導致不能準確的對每次雷擊參數進行準確的測量,從而導致輸電線路的閃絡類型無法進行正確的判斷。
2.2 輸電線路設計水平亟待提高
目前在進行輸電線路設計時,由于設計水平的差異,再加之不同級別和地區在設計時缺乏有相關因素的考慮,從而導致設計存在較大的缺陷,特別是在設計信息的提供上,存在著較大的隨意性,這樣就導致一旦遇到雷電天氣,則極易導致雷擊跳閘事故的發生。
2.3 接觸點焊接質量較低
由于多種原因導致輸電線路施工過程中對水平接地體的一些接頭存在焊接缺陷,導致跳閘故障經常發生。
2.4 接地電阻普遍較高
接地電阻偏高給輸電線路的安全運行造成了嚴重的威脅,成為了導致輸電線路安全穩定運行的一個重大隱患。這主要是由于接地裝置在多年的運行過程中沒有得到有效的修繕和維護,腐蝕嚴重而導致的。
3 輸電線路防雷保護
3.1 裝設自動重合閘。由于雷擊造成的閃絡多數能在跳閘后自行恢復絕緣性能,所以重合閘成功率較高。重合閘裝置作為線路防雷的一項重要措施,可有效地保證雷擊跳閘后的供電可靠性。
3.2 采用消弧線圈接地方式。對于雷電活動強烈,接地電阻又難以降低的地區,可采用中性點不接地或經消弧線圈接地的方式,絕大多數的單相閃絡著雷接地故障能被消弧線圈所消除。而在兩相或三相著雷時,雷擊引起第一相導線閃絡并不會造成跳閘,閃絡后的導線相當于地線,增加了耦合作用,使未閃絡相絕緣子串上的電壓下降,從而提高了耐雷水平。
3.3 加裝氧化鋅避雷器。這種方法造價高,效果最好,可以防止各種過電壓,但避雷器本身需要定期檢查試驗,運行成本較高,對于交通不便的地方不適宜,一般用于35kv線路。
3.4 采用不平衡絕緣方式。在同桿架設的雙回線路中,當采用常規的防雷措施不能滿足要求時,還可以采用不平衡絕緣方式來降低雙回路雷擊同時跳閘率。雷擊時,絕緣子串片數少的回路先閃絡,閃絡后的導線相當于地線,增加了對另一回路導線的耦合作用,提高了另一回路的耐雷水平,使之不發生閃絡以保證繼續供電。
3.5 適當增加線路的絕緣配置,降低建弧率。這種方法投資巨大,施工工作量也大,涉及對導線弧垂的調整。
3.6 架設偶合地線。在降低桿塔接地電阻有困難時,可以采用在導線下方架設地線的措施,其作用是增加避雷線與導線間的耦合作用,以降低絕緣子串上的電壓。
3.7 加裝可控放電避雷針。該裝置以緩慢變化的小電流上行雷閃放電形式泄放雷云電荷,從而避免強烈的下行雷閃放電。這種方法造價比較便宜,使用效果好,但對大檔距線路保護范圍不足。
3.8 架設避雷線。目前在高壓和超高壓輸電線路上,都會采用避雷線來進行加高,這是最主要的防雷措施,避雷線對直擊雷具有良好的防范作用,同時還可以實現對雷電流進行分流,降低桿塔的電位,有效的減少導線上的感應過電壓。
3.9 降低桿塔接地電阻。通過降低桿塔的接地電阻可以有效的提高線路的耐雷水平,避免發生反擊。而在土壤電阻率較低的地區,則需要充分的利用桿塔的自然接地電阻,利用地中伸長引線,從而實現與導線間的耦合作用,這樣可以有效的將絕緣子串上的電壓降低,使線路能夠有效的防范雷擊。
4 輸電線路防雷的主要措施
4.1 分流。目前在現代防雷技術中,分流非常關鍵的措施之一,通過分流可以有效的起到防范雷擊的作用。在一切入室的導線,將導線和接地線之間并聯一種避雷器,這樣當雷擊發生時,過電壓經由導線進入室內或是設備時,則避雷器的電阻則會降至最低,從而將過電壓分流到地下,充分的實現保護電子設備的作用。
4.2 屏蔽。為了有效的對電子設備在雷電電磁脈沖輻射下受到影響,所以利用金屬網、箔、殼和管等導體將需要保護的對象屏蔽起來,從而隔斷閃電脈沖電磁場的通道,防止雷電對設備帶來的損壞發生。
4.3 接地。利用接地可以將進入防雷系統的閃電能量有效的進入到大地,將強大的雷擊電流入下到地下。所以在防雷系統中,接地是最為基礎的防范,如果沒有很好的做好接地,則會導致防雷系統顯現不出來有效的防雷效果來,所以需要在進行接地安裝時要嚴格遵守相關規范,確保安全。
4.4 接閃。接閃就是讓在一定范圍內出現的閃電能量按照人們設計的通道泄放到大地中去。把一定保護范圍的閃電放電捕獲到,納入預先設計的對地泄放的合理途徑之中。避雷針是一種主動式接閃裝置,其功能就是把閃電電流引導入大地。
4.5 均壓連接。將處于地電位的導體等電位連接起來,一直到接地裝置。這樣在閃電電流通過時,所有設施立即形成一個“等電位島”,保證導電部件之間不產生有害的電位差,不發生旁側閃絡放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產生的反擊。