繼電保護中常被忽視的問題
在繼電保護的實際應用和運行中,存在一些容易被忽視的問題,分析如下:
1線路中的勵磁涌流
1.1勵磁涌流對線路中繼電保護裝置的影響
勵磁涌流是由于干式變壓器空載投入運行時,鐵芯中的磁通不會突然變化,出現非周期分量磁通,使干式變壓器鐵芯飽和,導致勵磁電流急劇增大。干式變壓器的較大勵磁涌流可達干式變壓器額定電流的6 ~ 8倍,且與干式變壓器的容量有關。干式變壓器容量越小,勵磁涌流的倍數越大。涌流有一個很大的非周期分量,它隨一定的時間系數而衰減。衰減時間常數也與干式變壓器的容量有關。容量越大,時間常數越大,浪涌電流存在的時間越長。10 kV線路配有大量干式配電變壓器。當線路投入運行時,這些干式配電變壓器掛在線路上。合閘瞬間,各干式變壓器產生的勵磁涌流相互重疊,在線路上來回反射,產生復雜的電磁暫態過程。當系統阻抗較小時,會有較大的浪涌電流和時間常數。在兩級電流保護中,由于靈敏度的原因,運行電流值往往較小,尤其是當長線或系統阻抗較大時。涌入電流值可能大于設備的設定值,這可能導致保護故障。干式變壓器數量少、容量小、系統阻抗大時這種情況不突出,容易被忽視。然而,當干式變壓器的數量和容量增加時,可能會發生這種情況。貴陽市北供電局曾出現過變電站增容后,因涌流導致10 kV線路無法正常投入運行的問題。
1.2防止勵磁涌流引起誤操作的方法
涌流有一個明顯的特征,即含有大量的二次諧波。該功能用于主變壓器的主保護,防止勵磁涌流引起的保護誤動。但是如果用于10 kV線路保護,必須對保護裝置進行改造,這樣會大大增加裝置的復雜度,所以實用性很差。勵磁涌流的另一個特點是其幅值隨時間衰減。先先,浪涌電流經過一段時間后衰減為零,流經保護裝置的電流就是線路負載電流。利用勵磁涌流的這一特性,通過在電流速斷保護上增加一個短延時,可以防止勵磁涌流引起的誤動作。這種方法較大的優點是不需要對保護裝置進行修改(或者只做簡單的修改),雖然會增加故障時間,但對系統穩定運行影響不大,比如10 kV,為了可靠地避免涌流,保護裝置的加速電路要加延時。經過幾年的探索,10 kV輸電線路電流速斷保護和加速電路增加了0.15~0.2 s的時限。從近幾年的運行來看,運行是安全的,可以很好地避免輸電線路勵磁涌流引起的保護裝置誤動作。
2 TA飽和問題
2.1 the飽和對保護的影響
10 kV線路出口短路電流一般較小,尤其是農村電網變電站,往往距離電源較遠,系統阻抗較大。對于同一條線路,出口短路電流將隨系統規模和運行方式而變化。隨著系統規模的不斷擴大,10 kV系統的短路電流會增大,可一次性達到TA額定電流的幾百倍。系統中一些能正常運行的小比TA可能飽和;另一方面,短路故障是一個暫態過程,短路電流包含大量非周期分量,進一步加速TA飽和。10 kV線路短路時,由于TA飽和,二次側感應電流會很sm #p#分頁標題#e#
TA飽和是指TA鐵芯中的磁通飽和,磁通密度與感應電勢成正比。因此,如果TA的二次負載阻抗大,在相同的電流條件下,二次電路中的感應電勢就會大,或者在相同的負載阻抗下,二次電流越大,感應電勢就越大。兩種情況下,鐵芯內的磁通密度都會很大,當磁通密度達到一定值時,TA就會飽和。TA嚴重飽和時,一次電流變成勵磁電流,二次側感應電流為零,流經電流繼電器的電流為零,保護裝置將拒絕動作。避免TA飽和的方法主要有兩種。較好,選擇TA時,變壓器比不能太小,線路短路時要考慮TA飽和問題。一般10 kV線路保護的TA變比優于300/5。另一方面,要盡量減小TA的二次負載阻抗,避免共用TA進行保護和測量,縮短TA二次電纜的長度,增加二次電纜的截面;對于綜合自動化變電站,10 kV線路應盡可能與保護、測控一體化,就地安裝在控制面板上,可有效降低二次回路阻抗,防止TA飽和。
3所用干式變壓器的保護
3.1所用干式變壓器保護中的問題
使用的干式變壓器是一種特殊設備,容量小,可靠性高,安裝位置特殊。一般接10 kV母線,其高壓側短路電流等于系統短路電流,可達十幾千安培,低壓側出口短路電流也大。干式變壓器保護的可靠性沒有得到足夠的重視,這將對干式變壓器和整個10 kV系統的安全運行構成極大的威脅。傳統的干式變壓器保護采用熔斷器保護,安全性和可靠性還是比較高的。然而,隨著系統短路容量的增加和綜合自動化要求的提高,這種方法已經逐漸不能滿足要求。目前,新建或改造的變電站,尤其是綜合自動化站,大多采用干式變壓器開關柜,保護配置與10 kV線路相似,但保護的TA飽和問題往往被忽視。由于干式變壓器容量小,一次額定電流小,保護測量共用TA。為了保證測量的精度,TA在設計上很小,有的地方甚至選擇10/5。這樣,干式變壓器發生故障時,TA會嚴重飽和,感應的二次回路電流幾乎為零,使得干式變壓器的保護裝置拒動。如果是高壓側故障,短路電流足以使母聯保護或干線變壓器后備保護動作并斷開故障,如果是低壓,
側故障,短路電流可能達不到母聯保護或主干式變壓器后備保護的啟動值,使得故障無法及時切除,較終燒毀所用干式變壓器,嚴重影響干式變壓器的安全運行。3.2 解決辦法
解決所用干式變壓器保護拒動問題,應從合理配置保護入手,其TA的選擇要考慮所用干式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,以保證對所用干式變壓器的保護,計量用TA裝在所用干式變壓器的低壓側,以提高計量精度。在定值整定方面,電流速斷保護可按所用干式變壓器低壓出口短路進行整定,過負荷保護按所用干式變壓器容量整定。#p#分頁標題#e#
1 來源:電子發燒友網