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      繼電保護中常被忽視的問題
      武漢華中華能高電壓科技發展有限公司
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            在繼電保護的實際應用和操作中,存在著一些比較容易被忽視的問題,分析如下:
        1 線路中勵磁涌流問題
        1.1 線路中勵磁涌流對繼電保護裝置的影響
        勵磁涌流是由于變壓器空載投運時,鐵芯中的磁通不能突變,出現非周期分量磁通,使變壓器鐵芯飽和,勵磁電流急劇增大而產生的。變壓器勵磁涌流最大值,可以達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,變壓器容量越小,勵磁涌流倍數越大。勵磁涌流存在很大的非周期分量,并以一定時間系數衰減,衰減的時間常數同樣與變壓器容量大小有關,容量越大,時間常數越大,涌流存在時間越長。10kV線路裝有大量的配電變壓器,在線路投入時,這些配電變壓器是掛在線路上,在合閘瞬間,各變壓器所產生的勵磁涌流在線路上相互迭加、來回反射,產生了一個復雜的電磁暫態過程,在系統阻抗較小時,會出現較大的涌流,時間常數也較大。二段式電流保護中的電流速斷保護,由于要兼顧靈敏度,動作電流值往往取得較小,特別在長線路或系統阻抗大時更明顯。勵磁涌流值可能會大于裝置整定值,使保護誤動。這種情況在線路變壓器個數少、容量小以及系統阻抗大時并不突出,因此容易被忽視,但當線路變壓器個數及容量增大后,就可能出現。貴陽市北供電局就曾經在變電所增容后出現10kV線路由于涌流而無法正常投入的問題。
        1.2 防止涌流引起誤動的方法
        勵磁涌流有一明顯的特征,就是它含有大量的二次諧波,在主變壓器主保護中就利用這個特性,來防止勵磁涌流引起保護誤動作,但如果用在10kV線路保護,必須對保護裝置進行改造,會大大增加裝置的復雜性,因此實用性很差。勵磁涌流的另一特征就是它的大小隨時間而衰減,一開始涌流很大,一段時間后涌流衰減為零,流過保護裝置的電流為線路負荷電流,利用涌流這個特點,在電流速斷保護加入一短時間延時,就可以防止勵磁涌流引起的誤動作,這種方法最大優點是不用改造保護裝置(或只作簡單改造),雖然會增加故障時間,但對于像10kV這種對系統穩定運行影響較小之處還是適用。為了保證可靠地躲過勵磁涌流,保護裝置中加速回路同樣要加入延時。通過幾年的摸索,在10kV線路電流速斷保護及加速回路中加入了0.15~0.2s的時限,就近幾年運行來看,運行安全,并能很好的避免由于線路中勵磁涌流造成保護裝置誤動作。
        2 TA飽和問題
        2.1 TA飽和對保護的影響
        10kV線路出口處短路電流一般都較小,特別是農網中的變電所,往往遠離電源,系統阻抗較大。對于同一線路,出口處短路電流大小會隨著系統規模及運行方式不同而不同。隨著系統規模的不斷擴大,10kV系統短路電流會隨著變大,可以達到TA一次額定電流的幾百倍,系統中原有一些能正常運行的變比小的TA就可能飽和;另一方面,短路故障是一個暫態過程,短路電流中含大量非周期分量,又進一步加速TA飽和。在10kV線路短路時,由于TA飽和,感應到二次側的電流會很小或接近于零,使保護裝置拒動,故障由母聯斷路器或主變壓器后備保護切除,不但延長了故障時間,會使故障范圍擴大,影響供電可靠性,而且嚴重威脅運行設備的安全。
        2.2 避免TA飽和的方法
        TA飽和,其實就是TA鐵芯中磁通飽和,而磁通密度與感應電勢成正比,因此,如果TA二次負載阻抗大,在同樣電流情況下,二次回路感應電勢就大,或在同樣的負載阻抗下,二次電流越大,感應電勢就越大,這兩種情況都會使鐵芯中磁通密度大,磁通密度大到一定值時,TA就飽和。TA嚴重飽和時,一次電流全部變成勵磁電流,二次側感應電流為零,流過電流繼電器的電流為零,保護裝置就會拒動。避免TA飽和主要從兩個方面入手,一是在選擇TA時,變比不能選得太小,要考慮線路短路時TA飽和問題,一般10kV線路保護TA變比最好大于300/5。另一方面要盡量減少TA二次負載阻抗,盡量避免保護和計量共用TA,縮短TA二次電纜長度及加大二次電纜截面;對于綜合自動化變電所,10kV線路盡可能選用保護、測控合一的產品,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
        3.1 所用變壓器保護存在的問題
        所用變壓器是一比較特殊的設備,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,其高壓側短路電流等于系統短路電流,可達十幾千安,低壓側出口短路電流也較大。一直對所用變壓器保護的可靠性重視不足,這將對所用變壓器直至整個10kV系統的安全運行造成很大的威脅。傳統的所用變壓器保護使用熔斷器保護,其安全可靠性還是比較高,但隨著系統短路容量的增大,以及綜合自動化的要求提高,這種方式已逐漸滿足不了要求,F在新建或改造的變電所,特別是綜合自動化所,大多配置所用變壓器開關柜,保護配置也跟10kV線路相似,而往往忽視了保護用的TA飽和問題。由于所用變壓器容量小,一次額定電流很小,保護計量共用 TA,為確保計量的準確性,設計時TA很小,有的地方甚至選擇10/5。這樣一來,當所用變壓器故障時,TA將嚴重飽和,感應到二次回路電流幾乎為零,使所用變壓器保護裝置拒動。如果是高壓側故障,短路電流足以使母聯保護或主變壓器后備保護動作而斷開故障,如果是低壓側故障,短路電流可能達不到母聯保護或主變壓器后備保護的啟動值,使得故障無法及時切除,最終燒毀所用變壓器,嚴重影響變壓器的安全運行。
        3.2 解決辦法
        解決所用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,以保證對所用變壓器的保護,計量用TA裝在所用變壓器的低壓側,以提高計量精度。在定值整定方面,電流速斷保護可按所用變壓器低壓出口短路進行整定,過負荷保護按所用變壓器容量整定。
        4 配電變壓器保護
       

      狀 態: 離線

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      公司名稱: 武漢華中華能高電壓科技發展有限公司
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