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【摘 要】对于高压电网中的断路器失灵问题相关研究,是与电网建设相终始的。在本文中,我對这一问题进行简要的探讨性叙述,指出其中经常出现的问题,对这些问题逐个分析,然后再给出相应的改进方案,但愿会对电网工作以一定的启迪。
【关键词】失灵启动;失灵保护;线路保护;重合闸
电力系统的网架结构在今后的工作中有越来越紧密的联系,其继电保护的拒动与误动一旦发生,也便会对电力系统造成更大的危害,计算机技术的广泛应用让原有的某些技术难题得到化解,但是,为了安全起见,为了让系统在更为稳定的环境下运行,我们同样不能对工作掉以轻心,尤其是不能忽略变压器和发变电组的启动失灵、继电保护拒动等问题的关注与研究。
一、关于线路断路器的失灵保护中存在的不足
线路断路器的失灵保护装置是由启动回路、跳闸出口回路、时间元件、电压闭锁元件、电流判别元件等组成。装设电流判别元件的目的是为了防止保护出口的触点误碰、误通,亦或是卡住不返回。而相应的规程中曾要求各判别元件动作时间与返回时间都应当小于20米每秒。其目的正是为了预防故障切除后,失灵保护没有时间返回,而加大停电的范围。启用常规意义上的失灵保护装置,断路器未断开判别元件一般都是由可以快速复归的电流元件构成。可是在实际操作过程里,因为要综合考虑到整个系统的母联开关跳开以后,其末端有故障发生时,相电流元件还有很强的灵敏度——整定规程上面的要求灵敏度系数是不小于1.3。此处系统的整体运行方式也必须在考虑范围之内。故而,它的定值就很难超过正常状态下运行的负荷电流,此定值所造成的后果就是线路在运行正常环境下,判别电流元件会不间断地处在动作状态,不能根据误动、误触等发生相应的控制作用。实际来讲,失灵保护装置在未曾安设复合电压的闭锁功能之前,系统内会有失灵保护错误动作发生,动作发生原因是由于传动保护过程中,忘记断开失灵保护连线。如若是运行正常环境中,失灵保护程序的相电流元件判别动作不起动,那么,避免错误动作是完全可能的。
具有直接接地功能的中性点电网,发生的故障中,一大部分都是接地故障在中性点直接接地的电网中,接地故障占故障,故障率在九成以上,这中间,瞬时故障又占有很大比例,因此之故,多数的220kV以上线路中,会装有各类型的重合闸,当线路有短路故障发生时,线路保护装置会把故障切除,可是在实际操作过程中,因断路器的重合闸有一定时限性,分闸过程里,在失灵保护装置的瞬间跟跳作用下,会导致单重、多重重合闸的闭锁。这种瞬时性故障,会因分闸时间太长,扩在断电范围同断电时间。
还有一个问题就是,根据查阅到的说明书,可以看到,不同的失灵保护,所采用的电压定值是统一的。可是我们应当了解到,由于单元不同、接线方式有区别、电压启动值设置有区别、单元电压灵敏度的高低也相差悬殊,那么,统一的电压定值并不能适应不同的失灵保护,是不尽合理的。
二、关于线路断路器的失灵保护不足之处的分析
(一)分析整定相电流的定值问题
通过细致的研究分析,我们可以知道,整定相电流定值有三个制约因素,依次为:系统运行的方式、运行时的负荷电流、相电流元件在母联开关跳开之后的末端故障发生时的灵敏程度。虽然没有特定信息对失灵保护运行方式改变进行专门的信息通知,可是通过负荷电流变化,我们仍然可以得出相应结论。在没有启动失灵保护前,可使用失灵保护CT进行负荷电流的跟踪工作,以期达到及时调整相电流定值的目的。如果是根据负荷电流,及时正常地对相电流定值进行调整,且母联未断开的情况下,整定相电流的定值仍无法满足线路末端发生故障时灵敏度的要求,那么,可以应用突变电流启动元件,从逻辑上给三个相电流元件以闭锁。这样,当系统可以正常运行时,突变电流启动元件无动作、开关失灵的电流判别元件也不会发生动作,而当系统有故障发生时,突变电流启动元件发生动作后的一段时间(这段时间应比后备保护时间要长)开放判别回路。突变电流启动元件要能保障所在线路的末端发生故障时,灵敏度足够高,有可靠的启动性能。开关断开之后,相电流元件能保障动作不会继续发生,从而使系统正常工作的能力得到强化。
(二)分析线路断路器的失灵保护中闭锁重合闸问题
失灵保护的办法一般来讲是瞬跳该断路器,断开母联,再断开母线上的源支路。瞬跳该断路器可以起到防止因保护误动而造成的延时出口启动问题。起到保护母联与母线、控制回路故障、缩小故障范围的目的。而与此同时,重合闸对于切除瞬时故障、迅速恢复供电是极为有利的。失灵保护延时功能所发出来的跳闸命令,是在对系统受到短路电流冲击之后发出的信息,则不应再一次对断路器进行重合。有鉴于此,我们可以把各失灵保护中间的跟跳瞬时出口同延时跳闸的出口压板相分离开来。
(三)分析母联断开之际闭锁元件灵敏度问题
220kV之上的线路,一般配备有双重主保护与三段相间的距离保护、三段零序的电流保护。接地保护、相间保护、零序电流保护等方法,并不能保证保护范围的全覆盖性,一般只有百分之七十的覆盖范围。所以,在后备的一段保护范围里,较易发生故障,发生故障的比率同在线路末端、对端故障发生时母线电压互感器感受到的线电压、相电压相比要低,但是负序电压同零序电压则要比后者为高。
三、关于线路断路器的失灵保护不足之处改进方案
根据上面对于线路断路器的失灵保护装置所提出来的问题、对问题的具体分析,在此提出下现的改进方案。
如果整定要求标准是按照线路末端、对端有故障发生时母线上的相电压、零序电压、负序电压可以满足灵敏度为要求来制定,与此同时,对母联断开之后,零序电压以及负序电压能不能满足灵敏度要求来进行校核。如果闭锁元件中的零序、负序电压满足不了要求,就需要在母联开关跳开之后,把零序电压同负序电压值降至线路断开时母线上的电压值标准。而如果是母联、母线上的相电压达不到标准的灵敏度,那么,应该在线路后备保护发生一段时间延时、跳闸信息发出以后,闭锁电压按保护范围的末端故障发生时的电压进行整定,末端点一般在线路的80%处。在故障发生时的整定,对于非全相启动失灵保护或者是远方跳闸,可以不必加设闭锁远件。而对于线路的主保护还有除一段之外的其余部分后备保护,可根据突变电流启动的延时时间,把闭锁回路适时开放,开放时间应大于后备保护时间,一般为七秒。若原来线路的对端和末端故障母线闭锁灵敏度低,则所需时间要长一些。
四、结束语
线路断路器的失灵保护发生误动与拒动,都会带来极为严重的问题。笔者在文章中提到的线路断路器失灵保护中遇到的问题及相关解决方案,经过事实验证,是可以在线路有故障发生时,有效提升失灵保护的可靠性的。但是一切的问题总是在实际操作中发现,一切的改进方案亦是在实践操作中摸索出来。在面对新的问题与不足时,仍需要相关的工作人员予以及时关注。
参考文献
[1]张永伍,谢颂果,任毅,于树刚,高海霞.旧变电站断路器失灵保护改造探讨[J].电力系统保护与控制,2011(1)
[2]蔡月红.220kV双母线断路器失灵保护的几点改进[J].企业技术开发(学术版),2010(7)
[3]王晶晶.发电机-变压器-线路组保护的配置特点及实例分析[J].华北电力技术,2007(8)
[4]高旭,胥桂仙,孙集伟,牛四清,王宁.一起典型的500kV失灵保护误动分析[J].电力系统自动化,2007(8)
[5]丁书文.断路器失灵保护若干问题分析[J].电力系统自动化,2006(3)
【关键词】失灵启动;失灵保护;线路保护;重合闸
电力系统的网架结构在今后的工作中有越来越紧密的联系,其继电保护的拒动与误动一旦发生,也便会对电力系统造成更大的危害,计算机技术的广泛应用让原有的某些技术难题得到化解,但是,为了安全起见,为了让系统在更为稳定的环境下运行,我们同样不能对工作掉以轻心,尤其是不能忽略变压器和发变电组的启动失灵、继电保护拒动等问题的关注与研究。
一、关于线路断路器的失灵保护中存在的不足
线路断路器的失灵保护装置是由启动回路、跳闸出口回路、时间元件、电压闭锁元件、电流判别元件等组成。装设电流判别元件的目的是为了防止保护出口的触点误碰、误通,亦或是卡住不返回。而相应的规程中曾要求各判别元件动作时间与返回时间都应当小于20米每秒。其目的正是为了预防故障切除后,失灵保护没有时间返回,而加大停电的范围。启用常规意义上的失灵保护装置,断路器未断开判别元件一般都是由可以快速复归的电流元件构成。可是在实际操作过程里,因为要综合考虑到整个系统的母联开关跳开以后,其末端有故障发生时,相电流元件还有很强的灵敏度——整定规程上面的要求灵敏度系数是不小于1.3。此处系统的整体运行方式也必须在考虑范围之内。故而,它的定值就很难超过正常状态下运行的负荷电流,此定值所造成的后果就是线路在运行正常环境下,判别电流元件会不间断地处在动作状态,不能根据误动、误触等发生相应的控制作用。实际来讲,失灵保护装置在未曾安设复合电压的闭锁功能之前,系统内会有失灵保护错误动作发生,动作发生原因是由于传动保护过程中,忘记断开失灵保护连线。如若是运行正常环境中,失灵保护程序的相电流元件判别动作不起动,那么,避免错误动作是完全可能的。
具有直接接地功能的中性点电网,发生的故障中,一大部分都是接地故障在中性点直接接地的电网中,接地故障占故障,故障率在九成以上,这中间,瞬时故障又占有很大比例,因此之故,多数的220kV以上线路中,会装有各类型的重合闸,当线路有短路故障发生时,线路保护装置会把故障切除,可是在实际操作过程中,因断路器的重合闸有一定时限性,分闸过程里,在失灵保护装置的瞬间跟跳作用下,会导致单重、多重重合闸的闭锁。这种瞬时性故障,会因分闸时间太长,扩在断电范围同断电时间。
还有一个问题就是,根据查阅到的说明书,可以看到,不同的失灵保护,所采用的电压定值是统一的。可是我们应当了解到,由于单元不同、接线方式有区别、电压启动值设置有区别、单元电压灵敏度的高低也相差悬殊,那么,统一的电压定值并不能适应不同的失灵保护,是不尽合理的。
二、关于线路断路器的失灵保护不足之处的分析
(一)分析整定相电流的定值问题
通过细致的研究分析,我们可以知道,整定相电流定值有三个制约因素,依次为:系统运行的方式、运行时的负荷电流、相电流元件在母联开关跳开之后的末端故障发生时的灵敏程度。虽然没有特定信息对失灵保护运行方式改变进行专门的信息通知,可是通过负荷电流变化,我们仍然可以得出相应结论。在没有启动失灵保护前,可使用失灵保护CT进行负荷电流的跟踪工作,以期达到及时调整相电流定值的目的。如果是根据负荷电流,及时正常地对相电流定值进行调整,且母联未断开的情况下,整定相电流的定值仍无法满足线路末端发生故障时灵敏度的要求,那么,可以应用突变电流启动元件,从逻辑上给三个相电流元件以闭锁。这样,当系统可以正常运行时,突变电流启动元件无动作、开关失灵的电流判别元件也不会发生动作,而当系统有故障发生时,突变电流启动元件发生动作后的一段时间(这段时间应比后备保护时间要长)开放判别回路。突变电流启动元件要能保障所在线路的末端发生故障时,灵敏度足够高,有可靠的启动性能。开关断开之后,相电流元件能保障动作不会继续发生,从而使系统正常工作的能力得到强化。
(二)分析线路断路器的失灵保护中闭锁重合闸问题
失灵保护的办法一般来讲是瞬跳该断路器,断开母联,再断开母线上的源支路。瞬跳该断路器可以起到防止因保护误动而造成的延时出口启动问题。起到保护母联与母线、控制回路故障、缩小故障范围的目的。而与此同时,重合闸对于切除瞬时故障、迅速恢复供电是极为有利的。失灵保护延时功能所发出来的跳闸命令,是在对系统受到短路电流冲击之后发出的信息,则不应再一次对断路器进行重合。有鉴于此,我们可以把各失灵保护中间的跟跳瞬时出口同延时跳闸的出口压板相分离开来。
(三)分析母联断开之际闭锁元件灵敏度问题
220kV之上的线路,一般配备有双重主保护与三段相间的距离保护、三段零序的电流保护。接地保护、相间保护、零序电流保护等方法,并不能保证保护范围的全覆盖性,一般只有百分之七十的覆盖范围。所以,在后备的一段保护范围里,较易发生故障,发生故障的比率同在线路末端、对端故障发生时母线电压互感器感受到的线电压、相电压相比要低,但是负序电压同零序电压则要比后者为高。
三、关于线路断路器的失灵保护不足之处改进方案
根据上面对于线路断路器的失灵保护装置所提出来的问题、对问题的具体分析,在此提出下现的改进方案。
如果整定要求标准是按照线路末端、对端有故障发生时母线上的相电压、零序电压、负序电压可以满足灵敏度为要求来制定,与此同时,对母联断开之后,零序电压以及负序电压能不能满足灵敏度要求来进行校核。如果闭锁元件中的零序、负序电压满足不了要求,就需要在母联开关跳开之后,把零序电压同负序电压值降至线路断开时母线上的电压值标准。而如果是母联、母线上的相电压达不到标准的灵敏度,那么,应该在线路后备保护发生一段时间延时、跳闸信息发出以后,闭锁电压按保护范围的末端故障发生时的电压进行整定,末端点一般在线路的80%处。在故障发生时的整定,对于非全相启动失灵保护或者是远方跳闸,可以不必加设闭锁远件。而对于线路的主保护还有除一段之外的其余部分后备保护,可根据突变电流启动的延时时间,把闭锁回路适时开放,开放时间应大于后备保护时间,一般为七秒。若原来线路的对端和末端故障母线闭锁灵敏度低,则所需时间要长一些。
四、结束语
线路断路器的失灵保护发生误动与拒动,都会带来极为严重的问题。笔者在文章中提到的线路断路器失灵保护中遇到的问题及相关解决方案,经过事实验证,是可以在线路有故障发生时,有效提升失灵保护的可靠性的。但是一切的问题总是在实际操作中发现,一切的改进方案亦是在实践操作中摸索出来。在面对新的问题与不足时,仍需要相关的工作人员予以及时关注。
参考文献
[1]张永伍,谢颂果,任毅,于树刚,高海霞.旧变电站断路器失灵保护改造探讨[J].电力系统保护与控制,2011(1)
[2]蔡月红.220kV双母线断路器失灵保护的几点改进[J].企业技术开发(学术版),2010(7)
[3]王晶晶.发电机-变压器-线路组保护的配置特点及实例分析[J].华北电力技术,2007(8)
[4]高旭,胥桂仙,孙集伟,牛四清,王宁.一起典型的500kV失灵保护误动分析[J].电力系统自动化,2007(8)
[5]丁书文.断路器失灵保护若干问题分析[J].电力系统自动化,2006(3)