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當(dāng)前位置:上海妙定電氣有限公司>>技術(shù)文章>>繼電保護(hù)中常被忽視的問(wèn)題
在繼電保護(hù)的實(shí)際應(yīng)用和操作中,,存在著一些比較容易被忽視的問(wèn)題,分析如下:
1 線路中勵(lì)磁涌流問(wèn)題
1.1 線路中勵(lì)磁涌流對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響
勵(lì)磁涌流是由于變壓器空載投運(yùn)時(shí),,鐵芯中的磁通不能突變,,出現(xiàn)非周期分量磁通,使變壓器鐵芯飽和,,勵(lì)磁電流急劇增大而產(chǎn)生的,。變壓器勵(lì)磁涌流da值,可以達(dá)到變壓器額定電流的6~8倍,,并且跟變壓器的容量大小有關(guān),,變壓器容量越小,勵(lì)磁涌流倍數(shù)越大,。勵(lì)磁涌流存在很大的非周期分量,,并以一定時(shí)間系數(shù)衰減,衰減的時(shí)間常數(shù)同樣與變壓器容量大小有關(guān),,容量越大,,時(shí)間常數(shù)越大,涌流存在時(shí)間越長(zhǎng),。10kV線路裝有大量的配電變壓器,,在線路投入時(shí),這些配電變壓器是掛在線路上,,在合閘瞬間,,各變壓器所產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流在線路上相互迭加、來(lái)回反射,,產(chǎn)生了一個(gè)復(fù)雜的電磁暫態(tài)過(guò)程,,在系統(tǒng)阻抗較小時(shí),會(huì)出現(xiàn)較大的涌流,,時(shí)間常數(shù)也較大,。二段式電流保護(hù)中的電流速斷保護(hù),由于要兼顧靈敏度,動(dòng)作電流值往往取得較小,,特別在長(zhǎng)線路或系統(tǒng)阻抗大時(shí)更明顯,。勵(lì)磁涌流值可能會(huì)大于裝置整定值,使保護(hù)誤動(dòng),。這種情況在線路變壓器個(gè)數(shù)少,、容量小以及系統(tǒng)阻抗大時(shí)并不突出,因此容易被忽視,,但當(dāng)線路變壓器個(gè)數(shù)及容量增大后,,就可能出現(xiàn)。貴陽(yáng)市北供電局就曾經(jīng)在變電所增容后出現(xiàn)10kV線路由于涌流而無(wú)法正常投入的問(wèn)題,。
1.2 防止涌流引起誤動(dòng)的方法
勵(lì)磁涌流有一明顯的特征,,就是它含有大量的二次諧波,在主變壓器主保護(hù)中就利用這個(gè)特性,,來(lái)防止勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作,,但如果用在10kV線路保護(hù),必須對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行改造,,會(huì)大大增加裝置的復(fù)雜性,,因此實(shí)用性很差。勵(lì)磁涌流的另一特征就是它的大小隨時(shí)間而衰減,,一開(kāi)始涌流很大,一段時(shí)間后涌流衰減為零,,流過(guò)保護(hù)裝置的電流為線路負(fù)荷電流,,利用涌流這個(gè)特點(diǎn),在電流速斷保護(hù)加入一短時(shí)間延時(shí),,就可以防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)作,,這種方法da you點(diǎn)是不用改造保護(hù)裝置(或只作簡(jiǎn)單改造),雖然會(huì)增加故障時(shí)間,,但對(duì)于像10kV這種對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響較小之處還是適用,。為了保證可靠地躲過(guò)勵(lì)磁涌流,保護(hù)裝置中加速回路同樣要加入延時(shí),。通過(guò)幾年的摸索,,在10kV線路電流速斷保護(hù)及加速回路中加入了0.15~0.2s的時(shí)限,就近幾年運(yùn)行來(lái)看,,運(yùn)行安全,,并能很好的避免由于線路中勵(lì)磁涌流造成保護(hù)裝置誤動(dòng)作。
2 TA飽和問(wèn)題
2.1 TA飽和對(duì)保護(hù)的影響
10kV線路出口處短路電流一般都較小,,特別是農(nóng)網(wǎng)中的變電所,,往往遠(yuǎn)離電源,系統(tǒng)阻抗較大。對(duì)于同一線路,,出口處短路電流大小會(huì)隨著系統(tǒng)規(guī)模及運(yùn)行方式不同而不同,。隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,10kV系統(tǒng)短路電流會(huì)隨著變大,,可以達(dá)到TA一次額定電流的幾百倍,,系統(tǒng)中原有一些能正常運(yùn)行的變比小的TA就可能飽和;另一方面,,短路故障是一個(gè)暫態(tài)過(guò)程,,短路電流中含大量非周期分量,又進(jìn)一步加速TA飽和,。在10kV線路短路時(shí),,由于TA飽和,感應(yīng)到二次側(cè)的電流會(huì)很小或接近于零,,使保護(hù)裝置拒動(dòng),,故障由母聯(lián)斷路器或主變壓器后備保護(hù)切除,不但延長(zhǎng)了故障時(shí)間,,會(huì)使故障范圍擴(kuò)大,,影響供電可靠性,而且嚴(yán)重威脅運(yùn)行設(shè)備的安全,。
2.2 避免TA飽和的方法
TA飽和,,其實(shí)就是TA鐵芯中磁通飽和,而磁通密度與感應(yīng)電勢(shì)成正比,,因此,,如果TA二次負(fù)載阻抗大,在同樣電流情況下,,二次回路感應(yīng)電勢(shì)就大,,或在同樣的負(fù)載阻抗下,二次電流越大,,感應(yīng)電勢(shì)就越大,,這兩種情況都會(huì)使鐵芯中磁通密度大,磁通密度大到一定值時(shí),,TA就飽和,。TA嚴(yán)重飽和時(shí),一次電流全部變成勵(lì)磁電流,,二次側(cè)感應(yīng)電流為零,,流過(guò)電流繼電器的電流為零,保護(hù)裝置就會(huì)拒動(dòng),。避免TA飽和主要從兩個(gè)方面入手,,一是在選擇TA時(shí),,變比不能選得太小,要考慮線路短路時(shí)TA飽和問(wèn)題,,一般10kV線路保護(hù)TA變比hao大于300/5,。另一方面要盡量減少TA二次負(fù)載阻抗,盡量避免保護(hù)和計(jì)量共用TA,,縮短TA二次電纜長(zhǎng)度及加大二次電纜截面,;對(duì)于綜合自動(dòng)化變電所,10kV線路盡可能選用保護(hù),、測(cè)控合一的產(chǎn)品,,并在控制屏上就地安裝,這樣能有效減小二次回路阻抗,,防止TA飽和,。
3 所用變壓器保護(hù)
3.1 所用變壓器保護(hù)存在的問(wèn)題
所用變壓器是一比較特殊的設(shè)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10kV母線上,其高壓側(cè)短路電流等于系統(tǒng)短路電流,,可達(dá)十幾千安,,低壓側(cè)出口短路電流也較大。一直對(duì)所用變壓器保護(hù)的可靠性重視不足,,這將對(duì)所用變壓器直至整個(gè)10kV系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成很大的威脅,。傳統(tǒng)的所用變壓器保護(hù)使用熔斷器保護(hù),其安全可靠性還是比較高,,但隨著系統(tǒng)短路容量的增大,,以及綜合自動(dòng)化的要求提高,這種方式已逐漸滿足不了要求?,F(xiàn)在新建或改造的變電所,特別是綜合自動(dòng)化所,,大多配置所用變壓器開(kāi)關(guān)柜,,保護(hù)配置也跟10kV線路相似,而往往忽視了保護(hù)用的TA飽和問(wèn)題,。由于所用變壓器容量小,,一次額定電流很小,保護(hù)計(jì)量共用TA,,為確保計(jì)量的準(zhǔn)確性,,設(shè)計(jì)時(shí)TA很小,有的地方甚至選擇10/5,。這樣一來(lái),,當(dāng)所用變壓器故障時(shí),,TA將嚴(yán)重飽和,感應(yīng)到二次回路電流幾乎為零,,使所用變壓器保護(hù)裝置拒動(dòng),。如果是高壓側(cè)故障,短路電流足以使母聯(lián)保護(hù)或主變壓器后備保護(hù)動(dòng)作而斷開(kāi)故障,,如果是低壓側(cè)故障,,短路電流可能達(dá)不到母聯(lián)保護(hù)或主變壓器后備保護(hù)的啟動(dòng)值,使得故障無(wú)法及時(shí)切除,,終燒毀所用變壓器,,嚴(yán)重影響變壓器的安全運(yùn)行。
3.2 解決辦法
解決所用變壓器保護(hù)拒動(dòng)問(wèn)題,,應(yīng)從合理配置保護(hù)入手,,其TA的選擇要考慮所用變壓器故障時(shí)飽和問(wèn)題,同時(shí),,計(jì)量用的TA一定要跟保護(hù)用的TA分開(kāi),,保護(hù)用的TA裝在高壓側(cè),以保證對(duì)所用變壓器的保護(hù),,計(jì)量用TA裝在所用變壓器的低壓側(cè),,以提高計(jì)量精度。在定值整定方面,,電流速斷保護(hù)可按所用變壓器低壓出口短路進(jìn)行整定,,過(guò)負(fù)荷保護(hù)按所用變壓器容量整定。
4 配電變壓器保護(hù)
4.1 10kV配電變壓器保護(hù)存在的問(wèn)題
10kV配電變壓器的保護(hù)配置主要有斷路器,、負(fù)荷開(kāi)關(guān)或負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器等,。負(fù)荷開(kāi)關(guān)投資省,,但不能開(kāi)斷短路電流,很少采用;斷路器技術(shù)性能好,,但設(shè)備投資較高,使用復(fù)雜,,廣泛應(yīng)用不現(xiàn)實(shí),;負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器組合的保護(hù)配置方式,既可避免采用操作復(fù)雜,、價(jià)格昂貴的斷路器,,彌補(bǔ)負(fù)荷開(kāi)關(guān)不能開(kāi)斷短路電流的缺點(diǎn),又可滿足實(shí)際運(yùn)行的需要,,該配置可作為配電變壓器的保護(hù)方式,。但對(duì)于容量比較大的配電變壓器,配備有瓦斯繼電器,,需要斷路器可與瓦斯繼電器相配合,,才能對(duì)變壓器進(jìn)行有效的保護(hù),,必要時(shí)還應(yīng)有零序保護(hù),這些問(wèn)題都是值得注意的問(wèn)題,。
4.2 解決辦法
無(wú)論在10kV環(huán)網(wǎng)供電單元,,還是在終端用戶高壓配電單元中,采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的保護(hù)配置,,既可提供額定負(fù)荷電流,,又可斷開(kāi)短路電流,并具備開(kāi)合空載變壓器的性能,,能有效保護(hù)配變壓器,。為此,推薦采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的配置,,作為配電變壓器保護(hù)的保護(hù)方式,。標(biāo)準(zhǔn)GB14285《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》規(guī)定,選擇配電變壓器的保護(hù)設(shè)備時(shí),,當(dāng)容量等于或大于800kVA,,應(yīng)選用帶繼電保護(hù)裝置的斷路器。對(duì)于這個(gè)規(guī)定,,可以理解為基于以下兩方面的需要,。
配電變壓器容量達(dá)到800kVA及以上時(shí),過(guò)去大多使用油浸變壓器,,并配備有瓦斯繼電器,,使用斷路器可與瓦斯繼電器相配合,從而對(duì)變壓器進(jìn)行有效地保護(hù),。
對(duì)于裝置容量大于800kVA的用戶,,因種種原因引起單相接地故障導(dǎo)致零序保護(hù)動(dòng)作,從而使斷路器跳閘,,分隔故障,,不至于引起變電所的饋線斷路器動(dòng)作,影響其他用戶的正常供電,。標(biāo)準(zhǔn)還明確規(guī)定,,即使單臺(tái)變壓器未達(dá)到此容量,但如果用戶的配電變壓器的總?cè)萘窟_(dá)到800kVA時(shí),,亦要符合此要求。
5 線路保護(hù)
5.1 10kV配電線路保護(hù)中存在的問(wèn)題
無(wú)論是城市內(nèi)配網(wǎng)線路,,還是農(nóng)村配網(wǎng)線路,,都以10kV電壓等級(jí)為主,但是10kV配電線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一致性差,,如有的為用戶專線,,只帶1~2個(gè)用戶,,類(lèi)似于輸電線路;有的呈放射狀,,幾十臺(tái)變壓器T接于同一條線路的各個(gè)分支上,;有的線路短到幾百米,有的線路長(zhǎng)到幾十千米,;有的線路由35kV變電所出線,,有的線路由110kV變電所出線;有的線路上的配電變壓器容量很小,,da不過(guò)100kVA,,有的線路上卻有幾千千伏安的變壓器。
5.2 解決辦法
10kV配電線路的保護(hù),,一般采用電流速斷,、過(guò)電流及三相一次重合閘構(gòu)成。特殊線路結(jié)構(gòu)或特殊負(fù)荷線路保護(hù),,不能滿足要求時(shí),,可考慮增加其它保護(hù),如保護(hù)Ⅱ段,、電壓閉鎖等,。進(jìn)行整定計(jì)算的過(guò)程中,應(yīng)該考慮特殊情況和常規(guī)情況,,并進(jìn)行靈敏度校驗(yàn),。對(duì)于10kV配電線路,保護(hù)裝置的配置雖然較簡(jiǎn)單,,但由于線路的復(fù)雜性和負(fù)荷的多變性,,常規(guī)和特殊情況下,保護(hù)定值計(jì)算和保護(hù)裝置的選型還是值得重視的,。根據(jù)諸城電網(wǎng)保護(hù)配置情況及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),,利用規(guī)范的保護(hù)整定計(jì)算方法,各種情況均可計(jì)算,,一般均可滿足要求,。
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