繼電保護中常被忽視的問題及解決方案
發布時間:2011-11-08
中心議題:
- 線路中的勵磁湧流問題及解決辦法
- 繼電保護中的TA飽和問題及解決辦法
- 所用變壓器保護存在的問題及解決辦法
- 配電變壓器保護存在的問題及解決辦法
- 繼電保護中的線路保護問題
在繼電保護的實際應用和操作中,存在著一些比較容易被忽視的問題,比如線路中的勵磁湧流問題,TA飽bao和he問wen題ti,所suo用yong變bian壓ya器qi保bao護hu存cun在zai的de問wen題ti,配pei電dian變bian壓ya器qi保bao護hu存cun在zai的de問wen題ti及ji線xian路lu保bao護hu問wen題ti等deng。本ben文wen將jiang具ju體ti分fen析xi這zhe些xie問wen題ti並bing提ti出chu對dui應ying的de解jie決jue辦ban法fa。
1 線路中勵磁湧流問題
1.1 線路中勵磁湧流對繼電保護裝置的影響
liciyongliushiyouyubianyaqikongzaitouyunshi,tiexinzhongdecitongbunengtubian,chuxianfeizhouqifenliangcitong,shibianyaqitiexinbaohe,licidianliujijuzengdaerchanshengde。bianyaqiliciyongliuzuidazhi,keyidadaobianyaqiedingdianliude6~8倍(bei),並(bing)且(qie)跟(gen)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)容(rong)量(liang)大(da)小(xiao)有(you)關(guan),變(bian)壓(ya)器(qi)容(rong)量(liang)越(yue)小(xiao),勵(li)磁(ci)湧(yong)流(liu)倍(bei)數(shu)越(yue)大(da)。勵(li)磁(ci)湧(yong)流(liu)存(cun)在(zai)很(hen)大(da)的(de)非(fei)周(zhou)期(qi)分(fen)量(liang),並(bing)以(yi)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)係(xi)數(shu)衰(shuai)減(jian),衰(shuai)減(jian)的(de)時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)同(tong)樣(yang)與(yu)變(bian)壓(ya)器(qi)容(rong)量(liang)大(da)小(xiao)有(you)關(guan),容(rong)量(liang)越(yue)大(da),時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)越(yue)大(da),湧(yong)流(liu)存(cun)在(zai)時(shi)間(jian)越(yue)長(chang)。10 kV線xian路lu裝zhuang有you大da量liang的de配pei電dian變bian壓ya器qi,在zai線xian路lu投tou入ru時shi,這zhe些xie配pei電dian變bian壓ya器qi是shi掛gua在zai線xian路lu上shang,在zai合he閘zha瞬shun間jian,各ge變bian壓ya器qi所suo產chan生sheng的de勵li磁ci湧yong流liu在zai線xian路lu上shang相xiang互hu迭die加jia、laihuifanshe,chanshengleyigefuzadediancizantaiguocheng,zaixitongzukangjiaoxiaoshi,huichuxianjiaodadeyongliu,shijianchangshuyejiaoda。erduanshidianliubaohuzhongdedianliusuduanbaohu,youyuyaojiangulingmindu,dongzuodianliuzhiwangwangqudejiaoxiao,tebiezaichangxianluhuoxitongzukangdashigengmingxian。liciyongliuzhikenenghuidayuzhuangzhizhengdingzhi,shibaohuwudong。zhezhongqingkuangzaixianlubianyaqigeshushao、容(rong)量(liang)小(xiao)以(yi)及(ji)係(xi)統(tong)阻(zu)抗(kang)大(da)時(shi)並(bing)不(bu)突(tu)出(chu),因(yin)此(ci)容(rong)易(yi)被(bei)忽(hu)視(shi),但(dan)當(dang)線(xian)路(lu)變(bian)壓(ya)器(qi)個(ge)數(shu)及(ji)容(rong)量(liang)增(zeng)大(da)後(hou),就(jiu)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)。貴(gui)陽(yang)市(shi)北(bei)供(gong)電(dian)局(ju)就(jiu)曾(zeng)經(jing)在(zai)變(bian)電(dian)所(suo)增(zeng)容(rong)後(hou)出(chu)現(xian)10 kV線路由於湧流而無法正常投入的問題。
1.2 防止湧流引起誤動的方法
勵li磁ci湧yong流liu有you一yi明ming顯xian的de特te征zheng,就jiu是shi它ta含han有you大da量liang的de二er次ci諧xie波bo,在zai主zhu變bian壓ya器qi主zhu保bao護hu中zhong就jiu利li用yong這zhe個ge特te性xing,來lai防fang止zhi勵li磁ci湧yong流liu引yin起qi保bao護hu誤wu動dong作zuo,但dan如ru果guo用yong在zai10 kVxianlubaohu,bixuduibaohuzhuangzhijinxinggaizao,huidadazengjiazhuangzhidefuzaxing,yincishiyongxinghencha。liciyongliudelingyitezhengjiushitadedaxiaosuishijianershuaijian,yikaishiyongliuhenda,yiduanshijianhouyongliushuaijianweiling,liuguobaohuzhuangzhidedianliuweixianlufuhedianliu,liyongyongliuzhegetedian,zaidianliusuduanbaohujiaruyiduanshijianyanshi,jiukeyifangzhiliciyongliuyinqidewudongzuo,zhezhongfangfazuidayoudianshibuyonggaizaobaohuzhuangzhi(或隻作簡單改造),雖然會增加故障時間,但對於像10 kVzhezhongduixitongwendingyunxingyingxiangjiaoxiaozhichuhaishishiyong。weilebaozhengkekaodiduoguoliciyongliu,baohuzhuangzhizhongjiasuhuilutongyangyaojiaruyanshi。tongguojiniandemosuo,zai10 kV線路電流速斷保護及加速回路中加入了0.15~0.2 s的時限,就近幾年運行來看,運行安全,並能很好的避免由於線路中勵磁湧流造成保護裝置誤動作。
2 TA飽和問題
2.1 TA飽和對保護的影響
10 kV線(xian)路(lu)出(chu)口(kou)處(chu)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)一(yi)般(ban)都(dou)較(jiao)小(xiao),特(te)別(bie)是(shi)農(nong)網(wang)中(zhong)的(de)變(bian)電(dian)所(suo),往(wang)往(wang)遠(yuan)離(li)電(dian)源(yuan),係(xi)統(tong)阻(zu)抗(kang)較(jiao)大(da)。對(dui)於(yu)同(tong)一(yi)線(xian)路(lu),出(chu)口(kou)處(chu)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)大(da)小(xiao)會(hui)隨(sui)著(zhe)係(xi)統(tong)規(gui)模(mo)及(ji)運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)不(bu)同(tong)而(er)不(bu)同(tong)。隨(sui)著(zhe)係(xi)統(tong)規(gui)模(mo)的(de)不(bu)斷(duan)擴(kuo)大(da),10 kV係統短路電流會隨著變大,可以達到TA一次額定電流的幾百倍,係統中原有一些能正常運行的變比小的TA就可能飽和;另一方麵,短路故障是一個暫態過程,短路電流中含大量非周期分量,又進一步加速TA飽和。在10 kV線路短路時,由於TAbaohe,ganyingdaoercicededianliuhuihenxiaohuojiejinyuling,shibaohuzhuangzhijudong,guzhangyoumulianduanluqihuozhubianyaqihoubeibaohuqiechu,budanyanchangleguzhangshijian,huishiguzhangfanweikuoda,yingxianggongdiankekaoxing,erqieyanzhongweixieyunxingshebeideanquan。
2.2 避免TA飽和的方法
TA飽和,其實就是TA鐵芯中磁通飽和,而磁通密度與感應電勢成正比,因此,如果TA二(er)次(ci)負(fu)載(zai)阻(zu)抗(kang)大(da),在(zai)同(tong)樣(yang)電(dian)流(liu)情(qing)況(kuang)下(xia),二(er)次(ci)回(hui)路(lu)感(gan)應(ying)電(dian)勢(shi)就(jiu)大(da),或(huo)在(zai)同(tong)樣(yang)的(de)負(fu)載(zai)阻(zu)抗(kang)下(xia),二(er)次(ci)電(dian)流(liu)越(yue)大(da),感(gan)應(ying)電(dian)勢(shi)就(jiu)越(yue)大(da),這(zhe)兩(liang)種(zhong)情(qing)況(kuang)都(dou)會(hui)使(shi)鐵(tie)芯(xin)中(zhong)磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)大(da),磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)大(da)到(dao)一(yi)定(ding)值(zhi)時(shi),TA就飽和。TA嚴重飽和時,一次電流全部變成勵磁電流,二次側感應電流為零,流過電流繼電器的電流為零,保護裝置就會拒動。避免TA飽和主要從兩個方麵入手,一是在選擇TA時,變比不能選得太小,要考慮線路短路時TA飽和問題,一般10 kV線路保護TA變比最好大於300/5。另一方麵要盡量減少TA二次負載阻抗,盡量避免保護和計量共用TA,縮短TA二次電纜長度及加大二次電纜截麵;對於綜合自動化變電所,10 kV線路盡可能選用保護、測控合一的產品,並在控製屏上就地安裝,這樣能有效減小二次回路阻抗,防止TA飽和。
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3 所用變壓器保護
3.1 所用變壓器保護存在的問題
所用變壓器是一比較特殊的設備,容量較小但可靠性要求非常高,而且安裝位置也很特殊,一般就接在10 kV母(mu)線(xian)上(shang),其(qi)高(gao)壓(ya)側(ce)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)等(deng)於(yu)係(xi)統(tong)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu),可(ke)達(da)十(shi)幾(ji)千(qian)安(an),低(di)壓(ya)側(ce)出(chu)口(kou)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)也(ye)較(jiao)大(da)。一(yi)直(zhi)對(dui)所(suo)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)保(bao)護(hu)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)重(zhong)視(shi)不(bu)足(zu),這(zhe)將(jiang)對(dui)所(suo)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)直(zhi)至(zhi)整(zheng)個(ge)10 kV係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)造(zao)成(cheng)很(hen)大(da)的(de)威(wei)脅(xie)。傳(chuan)統(tong)的(de)所(suo)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)保(bao)護(hu)使(shi)用(yong)熔(rong)斷(duan)器(qi)保(bao)護(hu),其(qi)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)性(xing)還(hai)是(shi)比(bi)較(jiao)高(gao),但(dan)隨(sui)著(zhe)係(xi)統(tong)短(duan)路(lu)容(rong)量(liang)的(de)增(zeng)大(da),以(yi)及(ji)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)要(yao)求(qiu)提(ti)高(gao),這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)已(yi)逐(zhu)漸(jian)滿(man)足(zu)不(bu)了(le)要(yao)求(qiu)。現(xian)在(zai)新(xin)建(jian)或(huo)改(gai)造(zao)的(de)變(bian)電(dian)所(suo),特(te)別(bie)是(shi)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)所(suo),大(da)多(duo)配(pei)置(zhi)所(suo)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)櫃(gui),保(bao)護(hu)配(pei)置(zhi)也(ye)跟(gen)10 kV線路相似,而往往忽視了保護用的TA飽和問題。由於所用變壓器容量小,一次額定電流很小,保護計量共用TA,為確保計量的準確性,設計時TA很小,有的地方甚至選擇10/5。這樣一來,當所用變壓器故障時,TA將jiang嚴yan重zhong飽bao和he,感gan應ying到dao二er次ci回hui路lu電dian流liu幾ji乎hu為wei零ling,使shi所suo用yong變bian壓ya器qi保bao護hu裝zhuang置zhi拒ju動dong。如ru果guo是shi高gao壓ya側ce故gu障zhang,短duan路lu電dian流liu足zu以yi使shi母mu聯lian保bao護hu或huo主zhu變bian壓ya器qi後hou備bei保bao護hu動dong作zuo而er斷duan開kai故gu障zhang,如ru果guo是shi低di壓ya側ce故gu障zhang,短duan路lu電dian流liu可ke能neng達da不bu到dao母mu聯lian保bao護hu或huo主zhu變bian壓ya器qi後hou備bei保bao護hu的de啟qi動dong值zhi,使shi得de故gu障zhang無wu法fa及ji時shi切qie除chu,最zui終zhong燒shao毀hui所suo用yong變bian壓ya器qi,嚴yan重zhong影ying響xiang變bian壓ya器qi的de安an全quan運yun行xing。
3.2 解決辦法
解決所用變壓器保護拒動問題,應從合理配置保護入手,其TA的選擇要考慮所用變壓器故障時飽和問題,同時,計量用的TA一定要跟保護用的TA分開,保護用的TA裝在高壓側,以保證對所用變壓器的保護,計量用TAzhuangzaisuoyongbianyaqidediyace,yitigaojiliangjingdu。zaidingzhizhengdingfangmian,dianliusuduanbaohukeansuoyongbianyaqidiyachukouduanlujinxingzhengding,guofuhebaohuansuoyongbianyaqirongliangzhengding。
4 配電變壓器保護
4.1 10 kV配電變壓器保護存在的問題
10 kV配電變壓器的保護配置主要有斷路器、負荷開關或負荷開關加熔斷器等。負荷開關投資省,但不能開斷短路電流,很少采用;斷路器技術性能好,但設備投資較高,使用複雜,廣泛應用不現實;負荷開關加熔斷器組合的保護配置方式,既可避免采用操作複雜、價jia格ge昂ang貴gui的de斷duan路lu器qi,彌mi補bu負fu荷he開kai關guan不bu能neng開kai斷duan短duan路lu電dian流liu的de缺que點dian,又you可ke滿man足zu實shi際ji運yun行xing的de需xu要yao,該gai配pei置zhi可ke作zuo為wei配pei電dian變bian壓ya器qi的de保bao護hu方fang式shi。但dan對dui於yu容rong量liang比bi較jiao大da的de配pei電dian變bian壓ya器qi,配pei備bei有you瓦wa斯si繼ji電dian器qi,需xu要yao斷duan路lu器qi可ke與yu瓦wa斯si繼ji電dian器qi相xiang配pei合he,才cai能neng對dui變bian壓ya器qi進jin行xing有you效xiao的de保bao護hu,必bi要yao時shi還hai應ying有you零ling序xu保bao護hu,這zhe些xie問wen題ti都dou是shi值zhi得de注zhu意yi的de問wen題ti。
4.2 解決辦法
無論在10 kVhuanwanggongdiandanyuan,haishizaizhongduanyonghugaoyapeidiandanyuanzhong,caiyongfuhekaiguanjiagaozheduanronglianghoubeishixianliurongduanqizuhedebaohupeizhi,jiketigongedingfuhedianliu,youkeduankaiduanludianliu,bingjubeikaihekongzaibianyaqidexingneng,nengyouxiaobaohupeidianbianyaqi。weici,tuijiancaiyongfuhekaiguanjiagaozheduanronglianghoubeishixianliurongduanqizuhedepeizhi,zuoweipeidianbianyaqibaohudebaohufangshi。biaozhunGB 14285《繼電保護和安全自動裝置技術規程》規定,選擇配電變壓器的保護設備時,當容量等於或大於800 kVA,應選用帶繼電保護裝置的斷路器。對於這個規定,可以理解為基於以下兩方麵的需要。
配電變壓器容量達到800 kVA及以上時,過去大多使用油浸變壓器,並配備有瓦斯繼電器,使用斷路器可與瓦斯繼電器相配合,從而對變壓器進行有效地保護。
對於裝置容量大於800 kVAdeyonghu,yinzhongzhongyuanyinyinqidanxiangjiediguzhangdaozhilingxubaohudongzuo,congershiduanluqitiaozha,fengeguzhang,buzhiyuyinqibiandiansuodekuixianduanluqidongzuo,yingxiangqitayonghudezhengchanggongdian。 標準還明確規定,即使單台變壓器未達到此容量,但如果用戶的配電變壓器的總容量達到800 kVA時,亦要符合此要求。
5 線路保護
5.1 10 kV配電線路保護中存在的問題
無論是城市內配網線路,還是農村配網線路,都以10 kV電壓等級為主,但是10 kV配電線路結構特點是一致性差,如有的為用戶專線,隻帶1~2個用戶,類似於輸電線路;有的呈放射狀,幾十台變壓器T接於同一條線路的各個分支上;有的線路短到幾百米,有的線路長到幾十千米;有的線路由35 kV變電所出線,有的線路由110 kV變電所出線;有的線路上的配電變壓器容量很小,最大不過100 kVA,有的線路上卻有幾千千伏安的變壓器。
5.2 解決辦法
10 kV配電線路的保護,一般采用電流速斷、過電流及三相一次重合閘構成。特殊線路結構或特殊負荷線路保護,不能滿足要求時,可考慮增加其它保護,如保護Ⅱ段、電壓閉鎖等。進行整定計算的過程中,應該考慮特殊情況和常規情況,並進行靈敏度校驗。對於10 kVpeidianxianlu,baohuzhuangzhidepeizhisuiranjiaojiandan,danyouyuxianludefuzaxinghefuhededuobianxing,changguiheteshuqingkuangxia,baohudingzhijisuanhebaohuzhuangzhidexuanxinghaishizhidezhongshide。genjuzhuchengdianwangbaohupeizhiqingkuangjiyunxingjingyan,liyongguifandebaohuzhengdingjisuanfangfa,gezhongqingkuangjunkejisuan,yibanjunkemanzuyaoqiu。
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