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  • 電力系統(tǒng)方向性保護(hù)測(cè)試研究

    2018-04-18 17:51:59 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
    【摘要】為了防止繼電保護(hù)裝置發(fā)生方向性選擇錯(cuò)誤,簡(jiǎn)要介紹電力系統(tǒng)中的電力變壓器、高壓線路及母差等保護(hù)在安裝調(diào)試投運(yùn)過(guò)程中的接線方法

    【摘要】為了防止繼電保護(hù)裝置發(fā)生方向性選擇錯(cuò)誤,簡(jiǎn)要介紹電力系統(tǒng)中的電力變壓器、高壓線路及母差等保護(hù)在安裝調(diào)試投運(yùn)過(guò)程中的接線方法和向量測(cè)量方法及帶負(fù)荷測(cè)試,為了保障電網(wǎng)高質(zhì)量運(yùn)行提供可靠性保證。

    【關(guān)鍵詞】保護(hù)裝置;方向;接線;測(cè)試

    引言

    方向性選擇是繼電保護(hù)裝置的重要功能之一,在110kV及以上的電壓等級(jí)的線路保護(hù)和各電壓等級(jí)的主變保護(hù)中,對(duì)保護(hù)的方向均有嚴(yán)格的規(guī)定。如繼電保護(hù)裝置發(fā)生方向性選擇錯(cuò)誤,將會(huì)引起事故或使事故擴(kuò)大,損壞電氣設(shè)備,甚至造成部分電力系統(tǒng)崩潰解列,從而引起大面積停電,判斷繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作方向是否正確,必須注意以下問(wèn)題。

    1電流互感器的方向確定

    電流互感器采用一次與二次的減極性確定,即電流從互感器的一次端L1端流進(jìn),二次電流從K1流出,則L1和K1為極性端,向量方向?yàn)長(zhǎng)1指向L2,以下所說(shuō)的均為向量指向。

    2電力變壓器保護(hù)

    電力變壓器的故障將會(huì)給系統(tǒng)的正常供電和安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重后果,必須根據(jù)變壓器在運(yùn)行中可能發(fā)生的故障的類(lèi)型保證方向的正確性。

    2.1接線測(cè)試

    因變壓器的高低壓側(cè)的接線組別不同,為了正確的反映一次電流的幅值與相位,現(xiàn)在的微機(jī)保護(hù)裝置能夠通過(guò)根據(jù)定值輸入一次接線組別和變比進(jìn)行軟件的相位與幅值調(diào)整,因此只需將差動(dòng)電流互感器二次側(cè)全部接線成星型,同時(shí)電流互感器的二次負(fù)載能力也將得到相應(yīng)的提高。本人對(duì)電流互感器的二次方向在工作中的要求是:該電流互感器保護(hù)什么元件就指向什么元件。但是有些人在理解差動(dòng)方向接線時(shí)認(rèn)為:只要電流互感器的高低壓側(cè)方向同時(shí)指向變壓器或同時(shí)指向母線就可以,如果單單從差動(dòng)保護(hù)的原理來(lái)考慮的話是正確的,但是,更多的情況是一個(gè)電流互感器上有3個(gè)或更多的繞組,這樣在對(duì)其他繞組利用在復(fù)合電壓方向過(guò)流保護(hù)時(shí),二次電流的方向是和實(shí)際的一次潮流相一致的,不然復(fù)合電壓方向過(guò)流保護(hù)將在發(fā)生故障時(shí)將拒動(dòng)和負(fù)荷達(dá)到一定額時(shí)將誤動(dòng)。故在接線時(shí)應(yīng)將電流互感器的方向明確,根據(jù)潮流將二次的A/B/C相的s1電流端子接入保護(hù)裝置。

    2.2向量測(cè)試

    在變壓器投運(yùn)前先在一次高低壓側(cè)用整組試驗(yàn)電流一相一相的查看電流回路是否對(duì)應(yīng)及測(cè)量變比。變壓器在空投成功帶負(fù)荷之后,還應(yīng)該實(shí)施帶負(fù)荷測(cè)向量,對(duì)電流回路具體接線情況進(jìn)行詳細(xì)檢查。而且?guī)ж?fù)荷前必須要把差動(dòng)保護(hù)停用,之后用鉗型相位表和觀察保護(hù)裝置準(zhǔn)確測(cè)量每一側(cè)相電流的實(shí)際有效值以及相位情況,從根本上確保裝置所測(cè)量出來(lái)的向量差流Id能夠保持在0.02Ie之下。從某種程度上講,后備保護(hù)以及差動(dòng)保護(hù)之間是存在較大差異的,而具體差異表現(xiàn)在:如果變壓器外部出現(xiàn)短路,則通常情況下,保護(hù)方式就是有效保護(hù)方向能夠準(zhǔn)確指向低壓側(cè),這種情況下,故障電流方向以及負(fù)荷潮流方向之間是保持一致的,然而故障電流往往要大于負(fù)荷電流很多。

    3高壓線路零序方向保護(hù)

    如果中性點(diǎn)中能夠直接接地的相關(guān)高壓電網(wǎng),也就說(shuō)所謂的大接地系統(tǒng)出現(xiàn)接地短路問(wèn)題的時(shí)候,則會(huì)發(fā)生相對(duì)較大的零序電壓與電流,而實(shí)質(zhì)上,正常情況之下,以上電壓與電流往往是不會(huì)出現(xiàn)的。所以,可以借助零序電流對(duì)接地短路現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù),優(yōu)勢(shì)明顯,也已經(jīng)在電力系統(tǒng)當(dāng)中得到了非常廣泛性的應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果顯示,中性點(diǎn)接地電網(wǎng)當(dāng)中出現(xiàn)的接地故障已經(jīng)達(dá)到了總故障的百分之九十以上。從回路構(gòu)成層面出發(fā),一種是,零序電壓在引入方面一般情況下會(huì)來(lái)源于電壓互感器開(kāi)口回路,而零序電流來(lái)自同側(cè)電流互感器當(dāng)中的中心線電流。而另一種則是自產(chǎn)零序,借助內(nèi)部軟件可以準(zhǔn)確計(jì)算出相應(yīng)的取出零序電壓以及零序電流,有的時(shí)候有些保護(hù)裝置具備當(dāng)發(fā)現(xiàn)TV斷線時(shí),自動(dòng)轉(zhuǎn)取TV三次開(kāi)口電壓。

    3.1接線情況

    實(shí)現(xiàn)零序方向接線科學(xué)化,必須要在對(duì)線路接地故障進(jìn)行保護(hù)的過(guò)程中,做到使零序電流以及零序電壓相互間的相位關(guān)系能夠進(jìn)入到繼電器動(dòng)作區(qū)相對(duì)靈敏的位置。如果電流自母線所流向的線路是正值的時(shí)候,那么線路正方向出現(xiàn)故障,其零序電流的超前零序電壓是180°-θ。公式當(dāng)中的θ是變電所零序電源阻抗角。目前常用的零序方向繼電器動(dòng)作特性,有靈敏角為電流超前電壓100°-110°和為電流滯后電壓70°兩種。前一種與正方向故障情況相一致,其電流和電壓回路應(yīng)按同極性與電流互感器和電壓互感器相連。后一種則相反,應(yīng)按反極性與電流互感器和電壓互感器相連線。

    3.2向量測(cè)試

    對(duì)于微機(jī)保護(hù),檢查零序方向保護(hù)的動(dòng)作方向比較容易。測(cè)試方法如下:

    (1)記錄線路或變壓器的潮流分布;

    (2)模擬單相接地故障(在保護(hù)端子上進(jìn)行),如在端子排上打開(kāi)TV二次相電壓輸入端子,使UA=0,將電流互感器二次B、C相在端子排上短接,并打開(kāi)內(nèi)外端子的聯(lián)片,使IB=IC=0。

    (3)觀察零序方向保護(hù)行為;

    (4)在使IA=IC-0及IB=IA=0,觀察零序方向的保護(hù)行為;

    (5)根據(jù)零序方向保護(hù)元件的動(dòng)作區(qū)及動(dòng)作邊界,判斷其方向的正確性;

    (6)在此試驗(yàn)過(guò)程中一個(gè)應(yīng)該注意的情況是有的保護(hù)的零序啟動(dòng)條件是:當(dāng)外接和自產(chǎn)零序電流均大于整定值時(shí),零序啟動(dòng)元件動(dòng)作,并展寬7秒,去開(kāi)放出口繼電器的正電源,這樣在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)將此兩個(gè)端子串入電流試驗(yàn)回路,否則零序?qū)⒉粍?dòng)作,對(duì)于初投運(yùn)的的線路或變壓器,檢查零序保護(hù)的方向有時(shí)是比較困難的,此時(shí),為了仍能檢查方向,可將該保護(hù)的動(dòng)作電流改小。

    4母差保護(hù)

    在終端變電所和樞紐變電所,母線連接的元件甚多,這樣在變電所母線發(fā)生故障時(shí)將會(huì)損壞眾多電力設(shè)備,至少使一段母線上的負(fù)荷全部停電,破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定,因此母線保護(hù)裝置必須能在內(nèi)部故障時(shí)能快速有選擇的切除和在外部故障時(shí)不能誤動(dòng)。

    4.1接線要求

    要求反映到保護(hù)裝置上的各元件電流互感器極性應(yīng)一致并方向指向母線,其中母聯(lián)電流互感器用于母差的繞組應(yīng)作為II段母線的一個(gè)元件考慮方向。這樣在流入‖段母線的電流和應(yīng)該為0,同理流入‖段母線的電流也應(yīng)該為0。

    4.2向量測(cè)試

    根據(jù)基爾霍夫定律i∑=0,即可判斷每一回流入母差保護(hù)裝置的電流向量是否正確,在新的母差保護(hù)裝置投運(yùn)時(shí)均采取不投保護(hù),然后采取一路一路接入二次電流,這樣可根據(jù)界面上的顯示的每路電流的大小和差流的大小以及鉗型相位表的測(cè)量顯示進(jìn)行綜合判斷,看是否有那個(gè)元件的電流互感器的極性方向有誤。

    5總結(jié)

    因保護(hù)裝置方向性保護(hù)基本在各個(gè)元件保護(hù)中均有廣泛應(yīng)用,且在電流互感器安裝時(shí)就應(yīng)該考慮各保護(hù)的方向性配合觀念,進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)管理,制定周期性測(cè)試維護(hù)計(jì)劃并嚴(yán)格實(shí)施。真正意義上的改進(jìn)與解決,需要從火炬設(shè)計(jì)、站場(chǎng)設(shè)計(jì)層面出發(fā),在此不予討論。

    作者:侯貴寶 徐增寶   單位:江蘇省電力公司檢修分公司

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    責(zé)任編輯:電力交易小郭

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