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繼電保護死區分析范文1
【關鍵詞】煤礦電網；越級跳閘；繼電保護
0 引言
在煤礦供電系統中經常發生以下故障情況，一是，在煤礦井下供電網絡中發生短路故障時，采區變電所配有綜合保護裝置的高壓防爆開關不動作，而是直接引起中央變電所或地面變電所高壓開關發生瞬動跳閘，地面或中央變電所跳閘后造成井下高壓防爆開關失壓保護動作跳閘；二是，井下供電系統發生漏電故障時由于綜合保護裝置不能準確的判斷出故障線路和故障點，造成井下高壓防爆開關拒動或者誤動的現象經常發生。井下電網越級跳閘可引起大面積停電，不但會影響煤礦企業的正常生產還可能引起安全事故。為此，深入分析煤礦電網越級跳閘的原因并指定相應的對策，對煤礦井下安全供電具有十分重要的意義。
1 煤礦電網越級跳閘產生的原因
1.1開關保護裝置或機構性能差
因設備保護裝置檢測誤差大、動作緩慢，保護的實際動作值與計算值設定不一致，致使發生故障時不能按照要求動作?；蛞驒C械工藝及開關機構卡澀等原因，造成高防開關拒動或誤動而引發上級保護動作引發系統越級跳閘。
1.2供電設計及定值整定不合理
因供電設計或上下級開關定值整定不合理，造成保護死區或上下級開關繼電保護不配合。因設計原因造成短路電流不流經現場保護裝置，保護裝置無法感受到故障電流而造成本級保護不動作。或因供電設計中采用多段的電纜構成供電網絡，其上下級的短路電流一般很難區分，往往下級回路出現故障時，當短路電流很大，即使上下級回路保護整定值有一定級差，卻起不到級差作用，造成上下級保護同時動作或上級搶先動作而越級跳閘。
1.3失壓脫扣器先于過流保護動作。在煤礦井下供電系統中，為了避免斷電后再次送電時設備帶負載直接啟動，因此煤礦井下高低壓開關均裝設有失壓脫扣器。據失壓脫扣器動作特點，工作電壓在額定電壓的35%～65%之間時是不可靠工作段。加上失壓脫扣器是機械分斷動作，不能設置延時。當電網中國出現短路故障時，一旦電壓降到額定電壓的65%以下時，失壓脫扣器可能會先于設置延時的過流保護裝置動作，造成過流保護設置失效，引起供電網絡越級跳閘，甚至造成大面積停電。
2 煤礦井下電網越級跳閘的解決建議
2.1對重要負荷采用獨立回路或雙回路供電。煤礦井下供電網絡多采用多級電纜串接構成，這種供電系統很容易造成越級跳閘甚至是井下大面積停電。在現實生產中針對一些井下重要負荷建議采用獨立供電的方式。對某些如果停電會影響礦井安全的重要負荷，建議采用不同母線的雙回路供電方式，確保重要負荷的安全供電。隨著技術的發展對煤礦井下電網進行優化設計、重新組合是一個解決越級跳閘的好辦法。
2.2使用高品質的微機綜合保護保護裝置。電力系統對繼電保護的基本要求是選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。當井下電網系統發生故障時，繼電保護裝置必須以盡可能短的時間、有選擇地將故障部分與系統切除，使非故障部分能夠繼續運行，從而將事故影響限制在最小范圍內。要求保護該動作時不應拒動、不該動作時不應誤動作。同時，在井下饋電開關中去掉機械性失壓脫扣器裝置，采用微機綜合保護裝置設置失壓延時保護，并使失壓保護動作時間長于短路保護裝置的動作時間，避免失壓保護先于短路保護動作的情況發生，保證各種保護之間的有機結合。
2.3采用優良的速斷保護方案。一般工礦企業的10KV饋出線電流速斷保護動作時限多數定為0s，即地面井下中央變電所進線饋出柜速斷保護采用0s動作時限，致使井下各級速斷保護時限只能整定為0s。這樣系統安全性會變差，極易造成越級跳閘事故發生。老式保護其功能一般只有兩段過流保護，保護功能能比較欠缺。因此，必須謹慎分析、多方面考慮，選擇一套可以選擇出故障級和相鄰故障級，既可保證速斷保護的速動性又可保證速斷保護的選擇性的速斷保護方案。
3 結語
由上述對井下電網越級跳閘原因的分析可知，采用高品質微機綜合繼電保護裝置，利用優良的速斷保護方案必將有效地降低越級跳閘事故的發生，大大提高礦井供電系統的安全與可靠。
參考文獻
【1】 吳文瑕、陳柏峰、高燕.井下電網越級跳閘的研究及解決建議【J】.工礦自動化，2008（6：135-138
繼電保護死區分析范文2
關鍵詞：直流接地；直流系統；絕緣檢測
中圖分類號：TM411 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）36-0061-03
在變電站，直流系統是為各種控制、自動裝置、繼電保護、信號等提供可靠的直流電源并作為工作電源，它還為操作提供可靠的操作電源；當站內的站用電失去后，直流電源還要作為應急的后備電源，所以直流系統在變電站中的作用非常重要；當直流系統發生一極接地時，從理論上說并不影響系統的正常運行，但當另一極也發生接地時，就會造成繼電保護的誤動或拒動，引發電網事故，因此直流系統有一極接地時，要盡快找出接地點，隔離故障點并消除。
1 變電站直流系統絕緣監測裝置的工作原理
圖1 絕緣監察裝置原理圖
如圖1所示，絕緣監視轉換開關（SA1）有三個位置，即“信號”、“測量位置I”、“測量位置II”。平時，其手柄置于“信號”位置，在SA1的觸點5-7和9-11接通，使電阻R3短接，平時母線電壓表轉換開關（ST）觸點9-11接通的。這樣，信號部分就組成如圖2所示電路，其主要組成元件為電阻R1、R2和接地信號繼電器（KA），電阻R1、R2都是1kΩ，與直流系統正對地絕緣電阻（R+）、負對地絕緣電阻（R-）組成平衡電橋的四個臂，信號繼電器（KA）接在平衡電橋的對角線上。正常時，R+與R-相等KA中僅有微小的不平衡電流流過，它不動作，則兩極對地電壓都為額定電壓一半。當R+或R-降低時，電橋失去平衡，KA的線圈中有較大的電流流過，KA動作，然后發出“直流系統接地”及音響信號，則接地極電壓降低，另一極對地電壓升高。這種信號電路的缺點是：當R+、R-同時下降時相等時，KA不會動作。
圖2 絕緣監察裝置原理圖分析圖
2 變電站查找直流系統接地的一般順序和方法
變電站查找直流系統接地的一般順序：（1）先判斷直流接地的極性，再判斷直流系統是否完全接地或是不完全接地；（2）將直流系統分成幾個不相聯系的部分，即用“分網法”縮小查找范圍；（3）對于不太重要的直流負荷及不能轉移的分路，利用“瞬停法”（不超過3秒）查找直流饋線接地故障點所在支路；“瞬停法”查找前應退出誤動的保護（比如距離保護）；“瞬停法”查找的順序：先試拉信號回路和照明回路部分，后試拉操作回路、控制回路部分；先室外部分后室內部分；（4）對于較重要的直流負荷（如操作電源、保護電源），并且是不同電源的雙回路，可以用“轉移負荷法”，查找該饋路所帶回路中有無接地故障；“轉移負荷法”指將接地故障所在直流母線上的不同電源雙回路較重要饋線分列運行后，依次轉移切換到另一段直流母線上，監視“直流母線接地”信號是否消失，查出接地故障點所在哪個饋線上；（5）查找接地故障點具體設備。若經選擇檢查，接地故障在某一回路的控制屏、保護屏、室外的端子箱、機構箱、二次電纜等，應由專業人員配合查找。
如果所有直流饋線經選擇，接地信號均不消失時，接地故障可能在直流母線或充電設備上，也可能在蓄電池組。對這些設備可以在不使直流母線失去電源的條件下，依次將充電設備、蓄電池組短時間脫離直流母線，縮小檢查范圍并區分故障。
若懷疑直流絕緣監測裝置本身有接地故障，只有拔掉其電源保險，借助于萬用表進行檢查。
在查找直流接地故障的過程中，有時會出現接地點轉移或轉極現象。如：一種先是操作回路接地，當拉開操作電源時，接地點轉到信號回路（或是相反）；另一種先是正極接地，當拉開正極電源回路，接地點又轉到負極（或是相反），發生上述現象，多是二次回路接線不規范，出現了寄生回路造成，遇到這種情況，應派專業人員查找。
3 對新型直流絕緣檢測裝置的介紹
新型直流絕緣檢測裝置能自動連續對母線運行電壓的過、失壓及正、負母線對地絕緣電阻進行常規監視，自動查找接地回路，進行數碼顯示及音響報警。
3.1 固定式WZJ型微機直流系統絕緣檢測裝置工作原理
固定式WZJ型微機直流系統絕緣檢測裝置工作原理如圖3所示：
圖3 WZJ微機直流系統絕緣檢測原理框圖
正常情況下，直流系統各支路對地絕緣電阻相近且較高，大于允許絕緣電阻值，裝置報警回路不動作，僅進行常規工況，如正、負母線電壓和正、負母絕緣電阻的巡回檢測、顯示。在支路或母線接地或絕緣電阻降低超過允許值時，裝置報警并顯示故障回路絕緣電阻值。
WZJ型微機直流系統絕緣檢測裝置由常規監測部分和支路巡查部分組成。
常規監測部分。用采集電壓信號元件取出正極對地電壓和負極對地電壓，送A/D轉換器，經微型計算機處理后，數字顯示電壓值和母線以對地絕緣電阻值，監測無死區。當電壓過高、過低或電阻過低時發出相應的報警信號，報警整定值可自行選定。
支路巡查部分。若被測直流系統有接地的現象，檢測儀進入支路掃查狀態，用一個低頻信號源作為發送部件，通過兩隔直耦合電容C+、C-向直流系統正、負母線發送交流信號，用電流互感器穿套在各支路的正、負引出線上，由于穿過互感器的直流分量大小相等、方向相反，它們所產生的磁通相互抵消，而發送在正、負母線的交流信號電壓值相等、方向相同，則在互感器二次側便可反映出正、負極對地絕緣電阻和等值電容的泄漏電流相量和，然后取出阻性分量送A/D轉換器，經微機作數據處理后進行數字顯示。
WZJ型微機直流系統絕緣檢測儀的特點是能在不切斷支路電源情況下查找故障線路，精度高，測量無死區。
3.2 便攜式LBD-ZDT型直流系統接地故障探測裝置工作原理
該裝置由編碼器、手持探測器和探頭三部分組成。
該裝置屬于便攜式，其工作原理是當直流系統出現接地或絕緣降低至允許值以下時，利用直流控制盤上的直流電壓表和切換開關，判斷接地或絕緣降低的極性，再將該裝置接入直流系統，其步驟如下（如圖4所示）：
圖4 編碼器和探測器連接圖
投入編碼器。給編碼器接通AC220V電源，將它的綠色輸出線接于接地（或屏體外殼），并保證接地良好，紅色輸出線接于有接地故障的直流母線上（DC+或DC-），編碼器開始工作，發出編碼信號。
接入探測器。將探頭卡于綠色輸出線上，按下手持探測器開關，此時若表頭指示在5以上，表明系統有接地故障（刻度值并不代表具體接地電阻的大小，只用于比較判斷）。此時，調節探測器靈敏度旋鈕，使表頭指示最大并等于10。
圖5 探測器查找故障接地點的連線圖
進行探測。將手持探頭卡于故障母線的直流饋線上，如果表頭指示大于5，表明此線路有接地故障，并可繼續向下級查找。若表頭指示小于5，表示線路正常。
查找接地點。當沿故障線路順序查找時，探頭跨過接地點后，則表頭指示明顯減小，甚至為0，就可判斷為接地點在f與g之間（如圖5所示）。
4 變電站查找直流系統接地的注意事項
（1）直流系統發生接地時，應立即停止在二次回路上的工作；（2）使用儀表檢查時，表計內阻應不低于2000Ω/V；（3）試拉前，應做好防止保護誤動的措施，退出可能誤動的保護；（4）在處理直流系統接地故障時，防止造成直流系統新的接地點；（5）在必要時應通知繼保專業人員到場，協助查找并及時消除接地現象，以保證直流系統的正常工作。
繼電保護死區分析范文3
關鍵詞：業務要求；監控異常事故信息處置；智能站告警信息；保護配置
1 影響監控員對電網設備異常、事故正確處置的人為因素
（1）監控員不熟悉規程制度，在處置異常、事故時無章可循，造成過程混亂。（2）監控員對設備原理不熟悉，對報警信息含義模糊，對信息所代表設備狀態誤判斷。（3）監控員不熟悉電網接線方式，保護配置情況，在發生事故時，不能快速收集信息，判斷故障性質及范圍，造成處置過程延長，甚至造成更大損失。（4）監控員因監盤不認真、馬虎大意，或其他原因造成信息漏監等，對安全生產造成嚴重威脅。
以上反映出因監控員專業業務技能不高、工作態度隨意，是對電網異常、事故信息不能正確處置的重要因素。故應加強監控員技術業務培訓學習。
2 異常、事故信息定義和處理流程
2.1 定義
當變電站設備發生異常告警信息時，意味著設備運行發生異常情況或影響設備遙控操作，直接威脅電網安全與設備運行，是需及時處理的重要信息。主要包括：（1）一次設備異常告警信息；（2）二次設備、回路異常告警信息；（3）自動化、通訊設備異常告警信息；（4）其他設備異常告警信息。
2.2 異常信息實時處置流程
（1）監控員收集到異常信息后，應進行初步判斷，通知運維單位檢查處理，必要時匯報相關調度；（2）運維單位在接到通知后應及時組織現場檢查，并向監控員匯報現場檢查結果及異常處理措施。如異常處理涉及電網運行方式改變，運維單位應直接向相關調度匯報，同時告知監控員；（3）異常信息處置結束后，現場運維人員檢查現場設備運行正常，并與監控員確認異常信息已復歸，監控員做好異常信息處置的相關記錄。
3 智能變電站概況和區分于常規變電站告警信息
3.1 智能變電站概況
智能變電所自動化系統的結構從邏輯上可分為“過程層”、“間隔層”、“所控層”三個層次。（1）站控層設備包括監控主機兼操作員站和工程師站、數據通信網關機、數據服務器、綜合應用服務器等。（2）間隔層設備包括繼電保護裝置、測控裝置、故障錄波及網絡記錄分析裝置、及穩控裝置等。
3.2 智能站區分于常規變電站告警信息
過程層網絡中主要傳輸GOOSE報文和SV報文，即開關量與采樣值信息，過程層設備（主要是合并單元、智能終端）通過SV數據采樣（電壓、電流）、GOOS報文提供給間隔層設備的保護、測控裝置，完成對設備狀態監視、保護、控制、遙測等功能。所以，當監控信息發“SV總告警、SV采樣鏈路中斷、SV采樣數據異?！睍r，意味著電流、電壓采樣回路出現問題，可能對測控裝置、保護裝置均構成影響；嚴重時保護被閉鎖，當發生故障就會造成設備越級跳閘嚴重后果。同理，當監控信息發“GOOSE總告警、GOOSE鏈路中斷、GOOSE數據異常”告警信息時，影響到開關、刀閘位置監視和遠方發出的跳合閘指令不能執行等、保護動作于斷路器的跳合閘指令等都受到影響，嚴重時也可能造成越級跳閘。
4 變電站設備基本保護配置
作為一名監控值班員具備比較扎實的變電站保護配置知識對監盤期間事故、異常信息的判斷有極大的幫助。以下簡單介紹變電站部分保護自動裝置原理和保護范圍。
4.1 線路保護裝置
220kV電網：一般采用保護線路全長的縱聯保護作為主保護，如高頻保護、縱差保護等。以三段式相間距離和接地距離保護、階段式零序電流保護作為后備保護。同時采用近后備保護，如斷路器失靈保護。保護采用雙重化配置?？v聯保護的保護范圍為本線路全長，不能作為相鄰線路的后備保護。
110kV電網：當電網結構不復雜時，反映一般應采用三段式電流保護，反映接地故障的采用零序電流保護。后備保護為遠后備方式。當電網結構復雜，如多電源網絡，可采用相間距離保護和接地距離保護。對于平行線路，可采用方向橫差作為主保護，以帶方向的電流保護或距離保護作為后備保護。后備保護為遠后備方式。
10kV、35kV電網：反映相間短路故障的一般采用過電流保護，對于單側電源輻射形電網的單回線路，一般裝設帶速斷或不帶速斷的過電流保護。對于多電源的復雜網絡，電流保護可增加方向元件。對于發電廠引出的電源聯絡線，如方向電流保護不能滿足要求，可采用簡單的距離保護；如線路很短，可采用縱差保護。對于單相接地故障，裝設反映零序電壓的信號裝置。
4.2 母線保護裝置
微機母差保護中“大差”“小差”的保護范圍，大差電流指兩段母線上所有出線單元電流的相量和（不包括母聯開關電流），小差電流指其中某段母線上的出線單元電流的相量和（包括母聯開關電流）。一般大差電流用于判斷母線故障，小差電流用于選擇故障母線。母差保護中大差和小差動作的區別在于，小差動作，第一時限跳開母聯開關，再跳開與故障設備掛同一母線的所有開關。大差動作，是同一時限跳開所有開關，不區分設備掛在哪一母線。母線保護一般配有死區保護，如在母聯開關與CT間發生故障，此種故障將跳開兩段母線所有開關。母線還設置有充電保護，作為母線充電時短時投入的快速保護。
4.3 備自投裝置
110kV變電站備自投保護方式一般為橋備投、進線備投及分段備投等典型備投方式。
啟動條件：工作母線失去電壓，進線檢測沒有電流，經延時啟動備自投裝置，作用于相應斷路器跳合閘備投。如變電站低壓母線連接電廠聯絡線，則為防止送電時非同期合閘，還應跳開相應電源聯絡線開關。
5 結束語
調度監控員值班過程中，當發生事故異常時，要求能夠快速收集信息、正確判斷事故性質、范圍。對事故異常正確快速處置。所以作為監控員來講要不斷學習新知識，提高達到專業業務技能，在發生事故異常時才能正確快速判斷分析，為事故異常處理節省寶貴時間。
作者簡介：薛忠強（1971，1-），淄博供電公司監控班值班長。
