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繼電保護啟動值和動作值范文1
【關鍵詞】繼電保護裝置;電力系統;35kV變電站
隨著我國社會經濟的穩步發展,電力需求不斷增大,越來越多的變電站不斷建設起來。35kV變電站作為我國電網的重要組成部分,其安全性和可靠性是電能能否穩定傳輸的重要保障。電力系統在運行過程中,會因為各種各樣的原因發生故障,由電力系統故障引發事故所造成的損失往往是不可估量的,因而,繼電保護技術和裝置的應用已成為確保電力運行安全和穩定的最迫切的任務。
一、繼電保護裝置的基本構成
通常來講,完整的繼電保護裝置由測量部分、邏輯部分和執行部分三個部分組成。尤其是在微機繼電保護裝置中,上述三個部分更是不能夠截然分離開的。
1.測量部分
測量部分由數據采集、數據處理、保護判據運算等部分組成。測量部分是針對測量得到的被保護對象的相關電氣量進行計算,并將計算結果與給定的整定值進行比較,比較結果以“是”、“非”、“大于”、“不大于”等邏輯信號的形式表達,進而做出是否需要執行保護動作的判斷。
2.邏輯部分
邏輯部分基于測量部分給定的各輸出量的大小、性質及輸出的邏輯狀態和其出現順序或組合,使繼電保護裝置按一定的邏輯關系進行分析和對比,最后確定是否應該發出報警信號或使斷路器跳閘的動作信號,并將相關的信號指令傳送給執行部分。
繼電保護裝置中常用的邏輯關系回路包括:“與”、“或”、“非”、“是”、“否”、“延時啟動”、“延時返回”等。
3.執行部分
執行部分,即繼電保護裝置的輸出部分,執行部分的任務是根據邏輯部分輸出的信號,最終實現該繼電保護裝置所承擔的保護動作。
二、電力系統中繼電保護裝置的動作過程
對于繼電保護裝置來說,其動作過程可分為啟動、判斷和閉鎖三個階段。
第一個階段啟動,當系統處于正常運行的狀態下,繼電保護裝置的啟動元件會將各個出口閉鎖,只有當電力系統處于某種故障條件下,相應的啟動元件才會具備啟動條件,準備啟動相應的出口。
第二個階段判斷,是指在滿足了啟動條件的前提下,由繼電保護裝置內部的邏輯判斷部分進行分析和判斷,而此時起到決定性作用的評判標準,便是前期輸入到裝置中的“整定值”。如果反饋沒有達到整定值的標準,那么裝置不會做出任何反映;如果滿足了整定值的要求,則保護裝置將進入最后的閉鎖階段。
第三個階段閉鎖就是在反饋滿足了保護裝置整定值的要求的前提下,在對相應出口發出啟動指令之前進行的對電力系統中一些附加條件的自行判斷的過程,一旦附加條件也得到滿足,跳閘指令將被發出,進而實現保護動作。
三、在35kV變電站中繼電保護裝置的主要任務
1.監視系統運行狀況
35kV變電站是電力系統的重要組成部分,承擔了區域供電的任務,所以一旦發生重大故障,將嚴重威脅該區域的供電穩定和用電安全。而當故障發生時,繼電保護裝置將快速、準確地向距離故障點最近的上級斷路器發出跳閘指令,以求盡可能地控制故障的影響范圍,弱化故障對電力系統的影響。因此,在35kV變電站選用繼電保護裝置時,應該著眼于大局,合理地完成繼電保護設計、裝置選型和安裝調試,使整個電力系統連接成為一個統一的整體,這樣才能夠確保對35kV變電站及相應電力系統進行合理、有效地跟蹤和監視。
2.及時反饋電力系統的非正常狀態
應用于35kV變電站中的繼電保護裝置的另一項主要任務,即及時反饋相應電氣設備的非正常運行狀態。當相關的電氣設備及元器件出現異常狀態或滿足需檢修的條件時,繼電保護裝置將通過通信系統將信息及時反饋給值守人員,以便做出相應處理。
四、35kV變電站對繼電保護裝置的基本要求
對于35kV變電站,繼電保護裝置的主要作用是:當元器件或外線路發生有可能危及電力系統運行的故障時,裝置自動發出報警,并在一定條件下發出跳閘指令使相應斷路器跳閘,以避免由于故障的進一步擴大化而造成更大的損失甚至事故?,F階段我國35kV變電站所采用的繼電保護裝置需要滿足四項基本要求,即:靈敏性、快速性、可靠性和選擇性。
1.靈敏性
靈敏性所指的是繼電保護裝置對發生在其保護的范圍內的任何元器件故障,以及非正常運行狀態的反應能力。
應用于35kV變電站中的繼電保護裝置,要對相關設備的正常運行及故障狀態具有明確的感知、判斷并做出相應的動作,從而最大限度地控制故障帶來的隱患。一般來說,裝置的靈敏性是要根據相關的靈敏度系數來設定的,而并非越高越好。
2.快速性
對故障部分迅速地進行切除,不但可以提高電力系統并聯運行的穩定性,減少設備在低電壓狀態下的運轉時間,也可以減小故障元器件的損壞程度,進而避免對電力系統更大規模的破壞。因而,當電力系統發生故障時,應力爭使繼電保護裝置能夠快速地動作,將故障切除。
故障切除的總時間,等于繼電保護裝置和斷路器的動作時間的總和。通常情況下,繼電保護裝置的速斷保護動作時間約為0.02s到0.04s之間,有些裝置可以達到0.01s到0.02s之間;而斷路器跳閘動作時間通常為0.06s到0.15s之間,比較靈敏的斷路器可能達到0.02s到0.04s之間。
3.可靠性
針對發生在電力系統中的各種各樣的故障或非正常模式下運行的狀態時,繼電保護裝置要避免誤動、拒動等情況的發生,在快速判斷系統運行狀態是否正常的同時,做出相應的正確且可靠的動作。
4.選擇性
當運行中的電力系統發生故障時,繼電保護裝置在保證快速和可靠的同時,要有針對性地對故障段的供電進行切除,即選擇距離故障點最近的開關設備進行關斷處理,從而達到使故障影響范圍盡量縮小、保障系統中沒有故障的部分仍能夠正常工作的目的。
參考文獻:
[1]王文燦 35kV變電站繼電保護裝置的科學應用[J]. 中國高新技術企業 2011(20)
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關鍵詞: 繼電保護;二次設備;可靠
中圖分類號:TM92 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)24-0058-02
電氣二次設備主要是為電氣一次設備服務的。對電氣一次設備的運行起到保護、監視、調節、控制等作用。能夠反映一次設備的運行狀況,為設備運行人員和維護人員提供數據判斷設備運行是否良好。如繼電保護裝置能夠甄別電氣一次設備運行中發生的異常和故障,并發出信號或動作于斷路器跳閘。從而保正電氣一次設備不被損壞和非故障系統的正常穩定運行。故障錄波系統能夠記錄設備運行中電流電壓等的波形及開關量動作情況。為事故分析提供了可靠地事實依據。規程要求,電氣一次設備禁止無保護運行。二次設備還可以實現遠方控制高壓一次設備。避免了直接操作一次設備時的危險。
電廠的一次設備有發電機、變壓器、高低壓電動機等等。這些設備都是非常昂貴的。一臺主變壓器價值幾千萬,甚至數以億計。普通常用變壓器、電動機也幾萬至幾十萬,甚至百萬以上。這些電氣設備運行過程由于其運行環境和自身結構的復雜多樣性,又難免發生短路等故障。當發生短路故障時,不及時停止運行,可能會燒毀設備、甚至影響的電網的運行。從而危及于電力系統的正常運行。這顯得電氣二次設備是尤其的重要。但是電氣二次設備及其自動化控制系統是非常復雜的。而且電廠對電氣二次設備可靠運行的依賴性也是非常高的。所以作為電氣二次設備維護人員應該想盡一切辦法提高設備運行的可靠性。下面就從幾方面談一下提高電廠電氣二次設備可靠運行的措施。
建廠初期,應該找一家具有電廠電氣系統設計資質,且口碑好的設計院。提交完善的原始資料和設計要求。設計出符合規程標準要求和電廠實際情況的設計圖紙。移交繼電保護廠家,廠家根據設計圖紙制出廠家圖。按照圖紙要求組裝繼電保護柜。保護裝置應能滿足運行需要。現在保護裝置主要是國內四大繼電保護集團,也有用ABB、西門子的。這些保護都能滿足要求。二次設備、相關圖紙、說明書等都完善齊備。
施工過程中,工程監督人員及電廠電氣專業人員應該認真監督。要求嚴格按照電氣行業標準施工。接線嚴格按照廠家和設計圖紙進行。電纜兩端應該正確標明標示牌。施工完成后,應該做驗收檢驗及帶開關整租傳動工作。檢驗保護裝置的動作情況、絕緣情況、精度以及控制回路是否正確無誤。保留好試驗數據和報告,最終出電氣二次回路竣工圖。這些資料應專人保管,以備運行維護時查閱。
繼電保護從最早的熔斷器到電磁式保護裝置、到晶體管式繼電保護裝置、到集成電路繼電保護裝置、再到今天的微機繼電保護裝置。經過一代又一代的繼電保護工作者的不斷努力,使得現如今的微機繼電保護已經非常成熟了?,F在還在為之不斷的努力著,有很多人還在為找到一個新的繼電保護判據而努力著。要做的就是想辦法用好這些保護裝置,使它的作用最大化。保護裝置運行過程中正確動作。
保護正確動作是非常重要的。禁止發生誤動或者拒動,拒動則可能導致停電范圍擴大或者事故的發生。誤動使正常運行的設備停止運行,這將造成不必要的麻煩和經濟損失。拒動誤動的發生原因有很多方面。比如接線不正確,差動保護接線錯誤。會導致差動保護誤動作。保護定值整定小了,由于互感器等設備的誤差導致存在一定數值,一旦越過定值,會發生保護誤動。定值整定過大,則當故障發生時,故障量達不到整定值而保護不會動作,即屬于拒動。還有直流接地不及時處理可能會導致保護拒動或者誤動。用圖1簡單分析直流接地導致保護誤動或拒動的原因。如圖1所示,當A、B兩點同時接地時,相當于直接啟動中間繼電器2J1。繼電器2J1去啟動斷路器的跳閘線圈。造成保護誤動作,即當直流系統正極發生接地時可能導致保護誤動。當B、E兩點同時接地時,將繼電器2J1短接,設備發生故障時,繼電器2J1不會啟動。也就不會作用于斷路器跳閘線圈,造成保護拒動,即當直流系統負極發生接地時可能導致保護拒動。當斷路器跳閘回路接線錯誤或者接線松動或脫落,即使保護裝置正確動作,斷路器也不會跳開。從這些導致繼電保護及二次回路不可靠的原因出發,提高電器二次設備運行的可靠性。
首先定值管理一定要規范。保護定值經整定人員根據設備原始參數整定出來以后,經過相關人員的審核、批準后。以定制單的形式下發至班組,班組繼電保護人員應利用等級檢修機會將定值單定值整定至保護裝置,并保存。保護裝置定值輸入必須由兩人進行,整定核對確認準確無誤,打印定值單,并簽字確認。并及時反饋定值回執單。下發的定值及打印的定值應分開存放,保存至少一年或者至新定值重新下發或打印。還要利用每次等級檢修機會,核對電氣二次接線是否正確,實際接線與圖紙是否相符。并檢查接線端子是否牢固,清掃盤柜衛生等?;ジ衅鞫蝹鹊慕拥鼐€等是否符合規程規定。繼電保護及二次回路上的工作,都必須辦理工作票及繼電保護安全措施票。工作時拆開的線,退出的壓板及保護均應嚴格做好記錄。防止恢復時出現錯誤,防止繼電保護“三誤”。班組應該編制防止繼電保護“三誤”的措施,編寫符合現場實際的作業指導書。當直流系統發生一點接地時,雖然不影響正常運行,但是必須及時檢查處理接地點,使直流系統恢復正常運行?,F在電廠都用的直流系統絕緣檢測裝置,能及時發現直流系統接地,提醒設備維護人員及時去查找接地點并消除。
除此以外,繼電保護人員的技術素養和工作態度也是需要注意的。要求繼電保護人員熟讀相關規程標準,熟悉主要保護裝置原理和邏輯,熟悉繼電保護及其二次回路。要求工作人員心思縝密、工作仔細認真。
通過對電氣二次設備認真負責的管理和維護,并做好相關技術監督工作。加上現在先進的電氣二次設備,電廠電氣二次設備的運行可靠性一定能得到提高。
參考文獻:
[1]李芷筠,戴志輝,焦彥軍,王增平.繼電保護可靠性管理系統設計與實現[J].電力系統保護與控制,2013(14).
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【關鍵詞】變壓器;短路電流;繼電保護
Abstract: This paper describes the coal mine and the protection of the basic tasks required by the calculation Third District Substation Qianjiaying mine under short-circuit current of the transformer, relay tuning, targeted coal mine proposed mining area substation relay protection switching method.
Keywords: transformers,short circuit current,relay protection
1、前言
隨著科技的發展,煤礦設備自動化程度的不斷提高,煤礦生產中對供電安全的要求越來越高,各煤礦企業對繼電保護整定工作日益重視,越發認識到制定一套適合于煤礦生產實際情況的繼電保護整定方法的必要性與重要性。
煤礦井下和一般的10kV配電網有很大的區別,井下的電網以單端輻射狀供電為主,高壓短線路較多,負荷與供電結構需要經常地變動,同時煤礦生產的工作條件具有特殊性,其主要負荷集中在井下,井下空氣濕度大,瓦斯積聚、屬于易燃易爆場所。發生短路故障時可能造成主通風停止運轉,井下有害氣體的大量聚集,礦井主排水設備停止運轉,在涌水量大的礦井中會造成淹井事故。所以煤礦企業的供電和電氣設備與普通電力用戶相比有其特殊地方,為保證礦井安全生產,就必須采取措施,確保礦井中主要機電設備供電的不中斷,因此對繼電保護有更高的要求。
2、煤礦繼電保護的基本任務與基本要求
(1)基本任務
通過繼電保護裝置對供電系統的運行情況進行實時的掌握,一旦出現電力系統運行故障或者是其它的異常的情況。通過繼電保護裝置對發生故障的電路元件附近的電路進行跳閘,將電路切斷,來實現對其它電路的保護,合理的繼電保護整定能有效的預防越級跳閘,縮小事故影響范圍。同時當電力系統出現異常時,能夠及時的發出告警信號,使工作人員迅速的采取應對措施,能夠有效的防止異常情況擴展成為嚴重的故障,確保供電系統在最短的時間內恢復工作的穩定性,減少異常情況對供電系統的影響。
(2)基本要求
①動作的可靠性。要求保護裝置處于良好狀態,隨時準備動作。保護裝置的誤動作是造成正常情況下停電、事故情況下擴大事故的直接根源,因此必須避免,即不誤動、不拒動。
②動作的選擇性。選擇性是指當電力系統發生故障時,繼電保護裝置應該有選擇性地切除故障部分,讓非故障部分繼續運行,使停電范圍盡量縮小。首先由故障線路或元件本身的保護切除故障,當保護或開關拒動時,才允許相鄰保護動作。
③動作的靈敏性。反映保護裝置的靈敏程度叫靈敏性,習慣上常叫靈敏度。
④動作的速動性。短路故障引起電流的增大、電壓的降低,要求保護裝置能夠快速地斷開故障,有利于減輕設備的損壞程度,為負荷創造盡快恢復的條件。
3、變壓器繼電保護的整定
現以三采變電所15#高爆所帶變壓器為例計算(如下圖),首先計算遠點變壓器(1397溜子)繼電保護。
(1)短路電流的計算
①系統最大運行方式阻抗:Xmax=0.7349。最小運行方式阻抗Xmin=1.5462
基準容量:Sb=1000MVA,基準電壓Ub=6.3kV,基準電流Ib= 91.64kA
主變容量:Sn=20000KVA,主變短路組抗百分比:Ud%=10.53%
主變電抗:Xb=(Ud%×Sb)/Sn=5.265
110KV變電站至三采變電所15#高爆處高壓電纜阻抗標幺值:
MYJV42 240mm2(600米)+MYJV22 240mm2(3600米)=4200米
Z1=R*+JX*=(Sb×L)/(Ub2×γ×S)+j(Sb×Xb×L)/Ub2
= 0.47538L/S+j2.01562L (銅芯20℃)
=8.3192+j8.4656
式中 L ――電纜長度m。S ――電纜截面積 mm2 。Xb――電纜平均單位電抗(3~10KV,0.08Ω /KM)。γ――電導率(20℃:銅:γ=53 m/Ω*mm2)
三采變電所15#高爆至1397干變高壓電纜阻抗標幺值:
MVV32 35mm2(950米)
Z2=12.9032+j1.9148
1397干變為:KBSG-500KVA,Ud1=4.01%
Z3= Xb=(Ud%×Sb)/Sn=80.2
②三采變電所15#高爆進線側短路
最大運行方式:I1k?max=Ib/(Xmax+Xb+Z1)=5.4907kA,I1k2?max=0.866 I1k3?max=4.7549 kA
最小運行方式:I1k3?min= Ib/(Xmin+Xb+Z1)=5.2682kA,I1k2?min=0.866 I1k3?min =4.5622kA
③1397溜子干變低壓側短路
最大運行方式:I2k3?max= Ib/(Xmax+Xb+Z1+Z2+Z3)=0.9268 kA,
I2k2?max=0.866 I2k3?max =0.8026 kA
最小運行方式:I2k3?min=Ib/(Xmin+Xb+ Z1+Z2+Z3)=0.9194 kA,
I2k2.min=0.866 I2k3?min =0.7962 kA
(2)單代1397溜子(500KVA變壓器)保護整定
電流速斷保護:Iop?k=KrelKjxI2k3max/nTA=1.3×1×0.9268/60=20.08A,取20A
靈敏系數校驗:Ksen= I1k2.min/Iop=3.8>2,校驗合格
過電流保護:Iop?k=KrelKjxKghI1rT/nTA=1.3×1×1.3×48.2/60=1.36A,取1.3A
靈敏系數校驗:Ksen=I2k2.min/Iop=10.2>1.5,校驗合格,時間取0.5秒
反時限過流:Iop?k =Kjx I1rT/nTA=0.8A,時間系數:0.3(2倍額定電流時3秒動作)
取一般反時限:
(3)存在的問題:
由于井下供電的特殊性,很多變電所一臺開關代2~3臺變壓器,而變壓器的保護定值的整定將存在困難。
如本例中當選擇保護遠點500KVA變壓器時,630KVA近點變壓器將存在速斷值過小,開關誤動作情況。而且開關反時限過流保護中的I1rT如果選擇兩臺變壓器額定電流之和,將導致單臺變壓器過載時開關無法保護,變壓器長期過負荷絕緣損壞,最終燒毀變壓器。
根據井下長期繼電保護的經驗對開關繼電保護做如下調整將滿足現場保護需要。
①精確核準變壓器所帶負荷,計算低壓負荷容量,分析電機啟動特性。實際井下變壓器一般負載率都低于70%,采掘工作面負荷電機容量一般250KW以下。對速斷值可以降低,盡量滿足遠點小容量變壓器保護要求。
②反時限過流保護可以投報警、跳閘,報警值以保護小容量變壓器,跳閘值必須躲開單臺大電機啟動電流。
③三采變電所15高爆整定值如下:
速斷取700A(參考變壓器低壓側兩相短路電流),Iop?k=700/60=11.67A,取11A
限時速斷取1.3A,0.5S
反時限報警取0.8A,時間系數0.3
反時限跳閘取1.9A,時間常數0.3
實際運行中若電機經常過載,可以對反時限定值進行調整,確保不誤動作。
4、結論
錢家營礦井下開關自改造3年來,井下高爆開關已全部實現微機智能保護,供電系統遠程自動化,這些給繼電保護工作創造了很多有利條件。但由于井下供電系統的特殊性,線路短,單條線路上有多級配電室,井下負荷變化頻繁,繼電保護工作仍有困難。如果做到預防越級跳閘,開關動作可靠,必須對井下電纜、開關、變壓器、低壓負荷、負荷啟動特性等有非常詳細的記錄與分析,繼電保護必須隨著負荷的變化及時更新,充分的總結各種故障經驗,確保供電系統的安全。
參考文獻
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繼電保護啟動值和動作值范文4
【關鍵詞】變壓器故障 繼電保護技術 電氣量保護配置
電力變壓器作為電力系統中的關鍵設備,是保證電力系統安全運行的基礎,如果變壓器出現故障時,保護裝置不能再規定的時間內快速完成動作,有可能會導致變壓器被損壞,嚴重時會導致變壓器被燒毀,由于變壓器工作過程中有一定的局限性,當斷路器和互感器之間出現故障且無法及時消除時,會對變壓器造成比較大的影響,對于這種情況可以選擇低壓開關輔助的方法來對外部結構進行更改,進而達到消除故障的目的。
1 電力變壓器繼電保護裝置的基本含義
電力變壓器繼電保護裝置的主要作用是確保電力系統穩定運行,給予用戶提供可靠和安全的供電服務,其中電力變壓器繼電保護的主要功能有以下幾點。
(1)一旦電力變壓器系統產生動作信號或者故障信息就能夠快速做出回應,確保繼電保護功能和設計能力能夠充分發揮出來。
(2)若是變壓器產生異常問題或者故障問題時,能夠迅速命令繼電保護動作將電力變壓器切點,并隔離線路異常問題和故障問題,減少故障事故帶來的影響。
(3)電力變壓器繼電保護能夠減少異常問題或者故障問題帶來的經濟損失,確保電網和電力變壓器運行的經濟性和穩定性。
電力變壓器繼電保護裝置主要具有四種性能,即靈敏、快速、可靠以及選擇等多種性質。其中靈敏性是指繼電保護對于設備設定的動作故障和相關異常情況能夠及時可靠的完成中斷動作。而繼電保護裝置的快速性則是指設備在發生故障時能夠以最快的速度促使斷路器跳閘,從而斷開故障,終止異常狀態。繼電保護裝置的可靠性則主要劃分為兩種形式,即可信賴性和安全性,其中可信賴性是指繼電保護在正常動作過程中出現異?;蛘吖收蠒r,能夠及時準確的完成既定動作,安全性是要求繼電保護在非設計狀態下,能夠立即停止動作,從而將損失降至最低。
2 電氣量保護配置分析
2.1 差動保護
在變壓器的諧波閉鎖差動保護中,涉及到的絕大多數都是啟動和差動元件,其主要囊括諧波制動和異常判定以及其他等多種元件。而繼電保護裝置的保護過程主要劃分為以下幾個方面:
(1)對于啟動元件的使用,其主要包含差流突變量和超限兩種元件,在實際使用過程中如果差電流產生變動并且持續性的超過啟動電流時,便是立即激發啟動保護動作。而朝鮮元件在差動電流在差動電流超過超限啟動電流并且超過5ms時,則會立即啟動保護動作。
(2)對于差動元件的使用,其主要作用時在變壓器產生故障或者線路異常時,能夠實現快速切斷電路的基本功能。
(3)而諧波元件的基本作用時變壓器在空投狀態是能夠有效避免勵磁涌流所產生的差動保護錯誤動作,而動作產生的依據其實是差流中二次諧波分量電流和基波分量電流的基本比例。
(4)比率制動部件。比率制動部件的主要作用是指變壓器外部產生故障,差動保護便能夠立即啟動制動功能,減少故障問題的影響范圍,并且比率制動部件對于內部故障具有較高的靈敏度。
(5)過負荷通過泠卻器產生的變壓器負荷,能夠準確的檢測到高壓側的電流。
2.2 波形差動保護
波形差動保護和諧波制動的主要區別在于二次諧波,在變壓器空載運行的狀態下,利用波形算法,計算合閘生成的勵磁涌流與故障電流。如果空載合閘產生內部故障或者外部故障,波形差動保護會立即啟動,并確保電力系統的安全和穩定。
而差動保護則主要囊括有流互感器中的各種設備,在內部產生故障時則會立即跳開主變兩側的斷路器。而兩側的后背保護則主要包括差動后背保護和母線保護,在保護指令和動作過程中會延時跳開斷路器。在主變經過投產和檢修之后,為了快速和有效的斷開主變,應當嚴格按照相關設備操作要求進行。
2.3 后備保護
后備保護在實際運行中由于受到主變阻抗的影響,當低壓側產生異常問題或者故障時,則高壓側電壓可能變小,因此導致難以迅速啟動電壓閉鎖。通常情況下使用高、低壓側的并聯方式來提高故障狀態下啟動動作的靈敏性和快速性,確保低壓側產生故障過程中能夠迅速啟動保護動作。此外還可以通過高、低壓側電壓,高低兩側動作都可以快速啟動閉鎖回路。
2.4 零序過流保護
在接地故障產生時,借助零序過流保護能夠對變壓器形成后背保護,而交流應當選擇專有接線,并且電壓和電流分別采取該側的TV和TA。而TV如果產生斷線情況,零序過流保護將會即刻關閉。在電壓恢復正常之后,零序過流保護則會立即恢復正常,并投入使用。借助該種方式能夠將間隙保護的作用發揮到最大。
3 分析主變保護的主要故障
3.1 分析變壓器操作過程中產生的主要故障
變壓器在工作過程中,其檢修復役的主要操作過程為:當低壓側斷路器斷開時,則合上高壓側斷路器迅速沖擊主變,完成主變沖擊之后會迅速合上低壓側斷路器,然后再送出負荷。若在沖擊主變過程中低壓側斷路器與電流互感器產生短路故障,則差動保護無法正常啟動跳閘命令。并且高壓側后備保護的高壓側母線電壓因為主變阻抗相對較大,所以難以正常啟動跳閘命令,而低壓側母線因為電壓正常所以也無法利用并聯啟動回路保護高壓側,無法迅速切除線路故障,從而產生主變燒毀損壞的現象,這就是主變保護的盲區,如圖1所示。
3.2 對變壓器運行中所產生的故障進行分析
變壓器在實際運行中,如果低壓側斷路器與電流互感器之間產生故障問題或者異常狀況,變壓器低壓側保護必須在低壓側母線電壓降低與電流增大兩個條件下,通過較短時延動作跳開主變低壓側斷路器,確保低壓側母線電壓穩定和正常。而實際上故障點沒有得到隔離,并且短路電流由高壓側母線經過主變向故障點進行輸送,盡管高壓側故障電流相對大,但是高壓側電壓受到主變阻抗影響,難以啟動可靠動作,因此無法快速清除故障,從而產生保護盲區。
4 有效避免主變故障的方法
4.1 不斷優化高壓側后備保護動作邏輯
為了有效減少主變故障可以不斷優化高壓側后備保護動作,在兩圈變壓器主變高壓后備保護中添加與門電路,動作邏輯是:若低壓側斷路器已經斷開時,高壓側電流比規定數值較大,則根據規定時間跳高壓側斷路器,動作邏輯電路如圖2。
同時,在三圈變壓器主變高壓后備保護中添加與門電路,動作邏輯是:若低壓側斷路器或者中壓側斷路器已經斷開時,而高壓側電流比規定值大,那么就需要根據固定時間跳高、中、低壓斷路器。
4.2 不斷優化中低壓側后備保護動作邏輯
在兩圈變壓器主變低壓后備保護中添加與門電路,動作邏輯是:若低壓側斷路器已經斷開,而低壓側電流比規定值大,那么就需要根據規定時間跳高壓側斷路器;然后再在三圈變壓器主變中壓后備保護中添加與門電路,動作邏輯是:若中壓側斷路器已經斷開,而中壓側電流比規定值大,那么就需要根據規定時間跳高、中壓側斷路器。
5 注意事項與應對策略
(1)在兩圈變壓器中,當檢修低壓側斷路器時,高壓側斷路器與主變正在運行,需要在高壓側斷路器安裝低壓側斷路器位置輸入壓板,以免低壓側斷路器位置產生變化導致高壓側出現誤判現象。
(2)在三圈變壓器中,不僅需要對低壓側斷路器冷備用和檢修問題進行考慮,還需要對高中低壓側斷路器運行狀態進行綜合考慮,同時中低壓側斷路器熱備用狀態極易產生線路短路狀況,迫使高壓側保護過流動作,迅速做出跳開動作。其中,改變中低壓側保護邏輯與接線能夠有效實現變壓器動作的時限配合。
6 結論
綜上所述,為了保證變壓器安全穩定的運行,在原有的變電系統中除了要安裝繼電保護設備以外,還需要增設門電路輔助或復合電壓閉鎖,通過對對變壓器內部邏輯判據和變壓器外部接線進行調整來達到消除故障的目的,保證電力系統可以穩定、安全的運行。
參考文獻
[1]陳新,呂飛鵬,蔣科,等.基于多技術的智能電網繼電保護在線整定系統[J].電力系統保護與控制,2010,38(18):167-173.
[2]龍波,艾昶恩,曹揚.變壓器繼電保護技術及配置方案研究[J].儀器儀表用戶,2014(05):37-40.
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作者簡介
王海峰(1979-),男,山東省濟南市人。大學本科學歷?,F為華電章丘發電有限公司助理工程師,從事發電設備管理工作。
繼電保護啟動值和動作值范文5
【關鍵詞】供電系統;繼電保護;應用;維護
現代電力系統是一個由電能產生、輸送、分配和用電環節組成的大系統。隨著社會經濟的迅速發展,電力系統的容量不斷擴大,電網結構日趨復雜,電力系統穩定問題日益突出,因此我們應該對電力系統繼電保護更加重視起來,以此保障電力系統的安全可靠的運行,為社會經濟的發展保駕護航。
一、繼電保護的概念和類型
1、繼電保護的概念
繼電保護裝置是當電力系統中發生故障或出現異常狀態時能自動、迅速而有選擇地切除故障設備或發出告警信號的一種專門的反事故用自動裝置。
繼電保護系統為多種或多套繼電保護裝置的組合。繼電保護用來泛指繼電保護技術或繼電保護系統。也常用作繼電保護裝置的簡稱,有時直接稱為“保護”。
2、常用繼電保護類型:
①電流保護:(按照保護的整定原則,保護范圍及原理特點)
A、過電流保護――是按照躲過被保護設備或線路中可能出現的最大負荷電流來整定的。如大電機啟動電流(短時)和穿越性短路電流之類的非故障性電流,以確保設備和線路的正常運行。
B、電流速斷保護――是按照被保護設備或線路末端可能出現的最大短路電流或變壓器二次側發生三相短路電流而整定的。速斷保護動作,理論上電流速斷保護沒有時限。即以零秒及以下時限動作來切斷斷路器的。
此外還有定時限過電流保護、反時限過電流保護、無時限電流速斷等
②電壓保護:(按照系統電壓發生異?;蚬收蠒r的變化而動作的繼電保護)
主要有過電壓保護、欠電壓保護和零序電壓保護
③瓦斯保護:油浸式變壓器內部發生故障時,短路電流所產生的電弧使變壓器油和其它絕緣物產生分解,并產生氣體(瓦斯),利用氣體壓力或沖力使氣體繼電器動作。
④差動保護:這是一種按照電力系統中,被保護設備發生短路故障,在保護中產生的差電流而動作的一種保護裝置。
此外還有高頻保護、距離保護、平衡保護、負序及零序保護以及方向保護
二、繼電保護的配置與應用
1繼電保護裝置的基本要求
選擇性。當供電系統中發生故障時,繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。首先斷開距離故障點最近的斷路器,以保證系統中其它非故障部分能繼續正常運行。
靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內,不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣,保護裝置均不應產生拒絕動作;但在保護區外發生故障時,又不應該產生錯誤動作。
速動性。是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度,加快系統電壓的恢復,從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件,同時還提高了發電機并列運行的穩定性。
可靠性。保護裝置如不能滿足可靠性的要求,反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性,必須確保保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試正確無誤;同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統簡化有效,以提高保護的可靠性。
2保護裝置的應用
繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業高壓供電系統、變電站等,用于高壓供電系統線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統分母線繼電保護裝置的應用,對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護,但僅在斷路器合閘的瞬間投入,合閘后自動解除。另外,還應裝設過電流保護,對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括:①線路保護:一般采用二段式或三段式電流保護,其中一段為電流速斷保護,二段為限時電流速斷保護,三段為過電流保護。②母聯保護:需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。③主變保護:主變保護包括主保護和后備保護,主保護一般為重瓦斯保護、差動保護,后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。④電容器保護:對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。隨著繼電保護技術的飛速發展,微機保護的裝置逐漸投入使用,由于生產廠家的不同、開發時間的先后,微機保護呈現豐富多彩、各顯神通的局面,但基本原理及要達到的目的基本一致。
三、 繼電保護裝置的維護
值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查,并做好各儀表的運行記錄。 在繼電保護運行過程中,發現異?,F象時,應加強監視并向主管部門報告。
建立崗位責任制,做到每個盤柜有值班人員負責。做到人人有崗、每崗有人。 值班人員對保護裝置的操作,一般只允許接通或斷開壓板,切換開關及卸裝熔絲等工作,工作過程中應嚴格遵守電業安全工作規定。
做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行,防止誤碰運行設備,注意與帶電設備保持安全距離,避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次,每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。
定期對繼電保護裝置檢修及設備查評:①檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全;②檢查轉換開關、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉,動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷;③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好;④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動;⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好;⑥配線是否整齊,固定卡子有無脫落;⑦檢查斷路器的操作機構動作是否正常。
繼電保護啟動值和動作值范文6
【關鍵詞】220kV;變電站;繼電保護;常見問題
1 引言
220kV及以上電壓等級成為我國電網的骨干網架,變電站繼電保護作為電網的“安全衛士”,承擔著保護電網安全、及時切除故障、降低停電損失的任務。下文將以母線保護、變壓器保護、線路保護為重點,探討220kV變電站繼電保護常見問題。
2 220kV變電站繼電保護簡介
基于電能不能大量存儲的特點,考慮到電力系統運行的可靠性、電能質量、經濟性,電能要經過發電、輸電、變電、送電、配電、用電能環節,才能為客戶提供安全、優質的電能。變電站就是主要用于進行電能的降壓和分配。
變電站包括:主控室、土建、一次設備、二次設備、電源系統、通信系統、環境系統等。對變電站繼電保護來說,由于變壓器和母線是變電站最重要的設備,變壓器實現電能降壓,母線實現電能分配,線路實現電能的輸送,所以,母線保護、變壓器保護、線路保護是220kV變電站最重要的三類繼電保護,熟悉繼電保護原理,并能對繼電保護常見問題進行處理,是變電站繼電保護人員必備的專業素質。
3 220kV變電站繼電保護常見問題探討
根據繼電保護可靠性、速動性、選擇性及靈敏性的基本要求,結合220kV電網的特點,對聯系不強的220kV電網,應重點預防繼電保護裝置的非選擇性動作,防止超越動作;對聯系密切的220kV電網,應該重點保證繼電保護裝置的可靠、快速動作,通過各類保護的速動斷來確保繼電保護的性能。隨著電力系統輸電等級的不斷提高,系統的暫態過程也日益復雜,系統中諧波含量不斷提高,非線性元件如電感、電容增多等問題,也給繼電保護帶來一些干擾。
3.1 互感器飽和
隨著電網輸電等級的升高,發生故障時,產生的故障電流也較大,如果電流互感器特性不良,很容易引起互感器飽和,從而對繼電保護動作產生影響,當互感器出現飽和后,電流互感器的二次波形出現畸變和破損,導致繼電保護裝置計算出的差流出現變化,如果保護判據不加處理,在區外故障流過最大穿越性電流的電流互感器可能出現較為嚴重的飽和,很容易引起保護誤動作。
互感器飽和對母線保護的影響最大,通常在繼電保護的動態模擬試驗中,要求區外故障引起互感器飽和的線性區大于3ms時,母線保護能夠可靠不動作;區外故障引起互感器飽和的線性區大于5ms時,線路保護能夠可靠不動作。
對此,繼電保護通常采用的方法有:波形識別法、時差法等。波形識別法主要通過對保護錄到的波形進行分析處理,結合其中的諧波分量、波形特征等,對保護是否出現飽和進行判別并加以閉鎖。時差法主要是利用故障開始到線路的過零點存在一個線性傳變區,此時雖然有飽和,但是還沒有出現差流,反映在繼電保護的計算中,即保護的差動電流和制動電路的出現有一個時間差,進而判別出飽和,并對差動保護加以閉鎖,先差動保護閉鎖一個周期,然后根據判據開放,保證當出現發展性故障,如區外轉區內故障,差動保護仍能可靠地快速動作。
3.2 電容電流
輸電線路的相間和相對地都存在分布電容,對長線路來說,為了提升長線路的自然功率,必然減小線路電感,并采用電容補償,線路越長,電容電流越大,如下表1所示為每百公里架空線路容抗和電容電流參考值:
表1 每百公里架空線路容抗和電容電流參考值
線路電壓(kV) 正序容抗(Ω) 電容電流(A)
220 3700 34
330 2860 66
500 2590 111
750 2240 193
電容電流可能導致差動保護誤動作,同時降低差動保護的靈敏度,并導致距離保護安裝處的測量阻抗比線性化純電阻電路的線路阻抗偏大,可能導致距離保護的誤動作。
對此,對差動保護應該采用多判據的差動保護,不同的時段投入不同判據的差動保護,實現保護快速性、靈敏性、快速性的要求,例如,相關電流差動具有天然的抵抗電容電流能力,內部故障時不需要進行電容電流補償。在保護啟動后20ms以內投入;故障分量比率差動在保護啟動后40ms內投入,不受負荷電流影響,能夠對嚴重故障實現快速動作;穩態量比率差動和零序電流差動在保護啟動后一直投入,穩態量差動實現全線路差動保護的總后備,而零序差動則主要用于應對高阻接地故障。
3.3 過渡電阻
220kV及以上電網單相接地故障率非常高,過渡電阻是指線路經過某些介質而發生對地放電的現象,根據故障情況不同,過渡電阻的阻值可以達到幾百到幾千不等。
受到暫態分量和諧波電流的影響,加上過渡電阻時典型的故障特征是電壓跌落很小,故障特征不明顯,對繼電保護的判別影響很大。某些依靠阻抗值來啟動的保護誤動作,可能引起距離保護的超越動作,對差動保護來說可能導致因為制動電流過大而差動不動作。
對此,對于后備保護,采取零序過流來實現對高阻故障的切除,主保護可以采用零序差動保護,零序差動具有一定延時,采用零序比率差動判據主要是為了反映重負荷下的高阻接地故障,在高阻接地故障下,雖然電壓跌落不明顯,但會產生較大的零序電流,由于零序電流反映故障分量,因此具有較高的靈敏度。同時,對于區外故障和系統振蕩等情況,由于流過被保護線路的零序電流是穿越性的,故不會誤動作。例如,某保護廠家零序差動保護的判據如下:
其中, 是線路M側的零序電流, 是線路N側的零序電流, 是零序電流的整定值,選相選差流的最大相為故障相。目前,在對線路保護的動態模擬試驗中,要求220kV線路保護裝置能夠具備抗300Ω過渡電阻的能力。
3.4 諧波問題
對于變壓器保護來說,保護邏輯受系統諧波分量影響較大,隨著電網輸電等級的升高,變壓器容量不斷增大,當變壓器因為某些原因,一側的電壓突然增大時,電壓突變量與變壓器的剩磁相互疊加,引起變壓器鐵芯飽和,出現勵磁涌流,最大時可能達到額定電流的6-8倍,同時系統內可能出現大量諧波。
變壓器的諧波以二次諧波和三次諧波為主,速動性和可靠性一直是變壓器差動保護難于協調的矛盾。邏輯做的保守,差動保護經飽和判據后,在系統諧波較大或發生區外轉區內故障時,可能出現動作時間較慢甚至拒動的情況。邏輯做的激進,則保護誤動風險增大,可能出現TA斷線誤動、區外故障誤動等。
例如,某220kV變電站曾發生過區內B相單相接地故障,站內變壓器比率差動保護58ms動作,動作時間較慢,保護錄波波形如下:
圖1 保護故障錄波圖
經過分析,差流中二次諧波分量超過了15%,大于保護的諧波閉所定值,差動保護暫時閉鎖,待二次諧波一段時間后降落下來,差動保護才能夠動作。
4 結語
根據我國建設智能電網的戰略規劃,未來我國220kV變電站仍將不斷增多,尤其是具備智能、互動、綠色的數字化變電站,已經成為繼電保護發展的主流趨勢。因此,對220kV變電站繼電保護常見問題進行分析和探討,對我國電網發展具有重要的意義。
參考文獻:
[1]陳金澤.談220kV變電站變壓器運行與繼電保護[J].應用科技,2010(1).