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继电保护死区分析范文1
【关键词】煤矿电网；越级跳闸；继电保护
0 引言
在煤矿供电系统中经常发生以下故障情况，一是，在煤矿井下供电网络中发生短路故障时，采区变电所配有综合保护装置的高压防爆开关不动作，而是直接引起中央变电所或地面变电所高压开关发生瞬动跳闸，地面或中央变电所跳闸后造成井下高压防爆开关失压保护动作跳闸；二是，井下供电系统发生漏电故障时由于综合保护装置不能准确的判断出故障线路和故障点，造成井下高压防爆开关拒动或者误动的现象经常发生。井下电网越级跳闸可引起大面积停电，不但会影响煤矿企业的正常生产还可能引起安全事故。为此，深入分析煤矿电网越级跳闸的原因并指定相应的对策，对煤矿井下安全供电具有十分重要的意义。
1 煤矿电网越级跳闸产生的原因
1.1开关保护装置或机构性能差
因设备保护装置检测误差大、动作缓慢，保护的实际动作值与计算值设定不一致，致使发生故障时不能按照要求动作。或因机械工艺及开关机构卡涩等原因，造成高防开关拒动或误动而引发上级保护动作引发系统越级跳闸。
1.2供电设计及定值整定不合理
因供电设计或上下级开关定值整定不合理，造成保护死区或上下级开关继电保护不配合。因设计原因造成短路电流不流经现场保护装置，保护装置无法感受到故障电流而造成本级保护不动作。或因供电设计中采用多段的电缆构成供电网络，其上下级的短路电流一般很难区分，往往下级回路出现故障时，当短路电流很大，即使上下级回路保护整定值有一定级差，却起不到级差作用，造成上下级保护同时动作或上级抢先动作而越级跳闸。
1.3失压脱扣器先于过流保护动作。在煤矿井下供电系统中，为了避免断电后再次送电时设备带负载直接启动，因此煤矿井下高低压开关均装设有失压脱扣器。据失压脱扣器动作特点，工作电压在额定电压的35%～65%之间时是不可靠工作段。加上失压脱扣器是机械分断动作，不能设置延时。当电网中国出现短路故障时，一旦电压降到额定电压的65%以下时，失压脱扣器可能会先于设置延时的过流保护装置动作，造成过流保护设置失效，引起供电网络越级跳闸，甚至造成大面积停电。
2 煤矿井下电网越级跳闸的解决建议
2.1对重要负荷采用独立回路或双回路供电。煤矿井下供电网络多采用多级电缆串接构成，这种供电系统很容易造成越级跳闸甚至是井下大面积停电。在现实生产中针对一些井下重要负荷建议采用独立供电的方式。对某些如果停电会影响矿井安全的重要负荷，建议采用不同母线的双回路供电方式，确保重要负荷的安全供电。随着技术的发展对煤矿井下电网进行优化设计、重新组合是一个解决越级跳闸的好办法。
2.2使用高品质的微机综合保护保护装置。电力系统对继电保护的基本要求是选择性、速动性、灵敏性、可靠性。当井下电网系统发生故障时，继电保护装置必须以尽可能短的时间、有选择地将故障部分与系统切除，使非故障部分能够继续运行，从而将事故影响限制在最小范围内。要求保护该动作时不应拒动、不该动作时不应误动作。同时，在井下馈电开关中去掉机械性失压脱扣器装置，采用微机综合保护装置设置失压延时保护，并使失压保护动作时间长于短路保护装置的动作时间，避免失压保护先于短路保护动作的情况发生，保证各种保护之间的有机结合。
2.3采用优良的速断保护方案。一般工矿企业的10KV馈出线电流速断保护动作时限多数定为0s，即地面井下中央变电所进线馈出柜速断保护采用0s动作时限，致使井下各级速断保护时限只能整定为0s。这样系统安全性会变差，极易造成越级跳闸事故发生。老式保护其功能一般只有两段过流保护，保护功能能比较欠缺。因此，必须谨慎分析、多方面考虑，选择一套可以选择出故障级和相邻故障级，既可保证速断保护的速动性又可保证速断保护的选择性的速断保护方案。
3 结语
由上述对井下电网越级跳闸原因的分析可知，采用高品质微机综合继电保护装置，利用优良的速断保护方案必将有效地降低越级跳闸事故的发生，大大提高矿井供电系统的安全与可靠。
参考文献
【1】 吴文瑕、陈柏峰、高燕.井下电网越级跳闸的研究及解决建议【J】.工矿自动化，2008（6：135-138
继电保护死区分析范文2
关键词：直流接地；直流系统；绝缘检测
中图分类号：TM411 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）36-0061-03
在变电站，直流系统是为各种控制、自动装置、继电保护、信号等提供可靠的直流电源并作为工作电源，它还为操作提供可靠的操作电源；当站内的站用电失去后，直流电源还要作为应急的后备电源，所以直流系统在变电站中的作用非常重要；当直流系统发生一极接地时，从理论上说并不影响系统的正常运行，但当另一极也发生接地时，就会造成继电保护的误动或拒动，引发电网事故，因此直流系统有一极接地时，要尽快找出接地点，隔离故障点并消除。
1 变电站直流系统绝缘监测装置的工作原理
图1 绝缘监察装置原理图
如图1所示，绝缘监视转换开关（SA1）有三个位置，即“信号”、“测量位置I”、“测量位置II”。平时，其手柄置于“信号”位置，在SA1的触点5-7和9-11接通，使电阻R3短接，平时母线电压表转换开关（ST）触点9-11接通的。这样，信号部分就组成如图2所示电路，其主要组成元件为电阻R1、R2和接地信号继电器（KA），电阻R1、R2都是1kΩ，与直流系统正对地绝缘电阻（R+）、负对地绝缘电阻（R-）组成平衡电桥的四个臂，信号继电器（KA）接在平衡电桥的对角线上。正常时，R+与R-相等KA中仅有微小的不平衡电流流过，它不动作，则两极对地电压都为额定电压一半。当R+或R-降低时，电桥失去平衡，KA的线圈中有较大的电流流过，KA动作，然后发出“直流系统接地”及音响信号，则接地极电压降低，另一极对地电压升高。这种信号电路的缺点是：当R+、R-同时下降时相等时，KA不会动作。
图2 绝缘监察装置原理图分析图
2 变电站查找直流系统接地的一般顺序和方法
变电站查找直流系统接地的一般顺序：（1）先判断直流接地的极性，再判断直流系统是否完全接地或是不完全接地；（2）将直流系统分成几个不相联系的部分，即用“分网法”缩小查找范围；（3）对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路，利用“瞬停法”（不超过3秒）查找直流馈线接地故障点所在支路；“瞬停法”查找前应退出误动的保护（比如距离保护）；“瞬停法”查找的顺序：先试拉信号回路和照明回路部分，后试拉操作回路、控制回路部分；先室外部分后室内部分；（4）对于较重要的直流负荷（如操作电源、保护电源），并且是不同电源的双回路，可以用“转移负荷法”，查找该馈路所带回路中有无接地故障；“转移负荷法”指将接地故障所在直流母线上的不同电源双回路较重要馈线分列运行后，依次转移切换到另一段直流母线上，监视“直流母线接地”信号是否消失，查出接地故障点所在哪个馈线上；（5）查找接地故障点具体设备。若经选择检查，接地故障在某一回路的控制屏、保护屏、室外的端子箱、机构箱、二次电缆等，应由专业人员配合查找。
如果所有直流馈线经选择，接地信号均不消失时，接地故障可能在直流母线或充电设备上，也可能在蓄电池组。对这些设备可以在不使直流母线失去电源的条件下，依次将充电设备、蓄电池组短时间脱离直流母线，缩小检查范围并区分故障。
若怀疑直流绝缘监测装置本身有接地故障，只有拔掉其电源保险，借助于万用表进行检查。
在查找直流接地故障的过程中，有时会出现接地点转移或转极现象。如：一种先是操作回路接地，当拉开操作电源时，接地点转到信号回路（或是相反）；另一种先是正极接地，当拉开正极电源回路，接地点又转到负极（或是相反），发生上述现象，多是二次回路接线不规范，出现了寄生回路造成，遇到这种情况，应派专业人员查找。
3 对新型直流绝缘检测装置的介绍
新型直流绝缘检测装置能自动连续对母线运行电压的过、失压及正、负母线对地绝缘电阻进行常规监视，自动查找接地回路，进行数码显示及音响报警。
3.1 固定式WZJ型微机直流系统绝缘检测装置工作原理
固定式WZJ型微机直流系统绝缘检测装置工作原理如图3所示：
图3 WZJ微机直流系统绝缘检测原理框图
正常情况下，直流系统各支路对地绝缘电阻相近且较高，大于允许绝缘电阻值，装置报警回路不动作，仅进行常规工况，如正、负母线电压和正、负母绝缘电阻的巡回检测、显示。在支路或母线接地或绝缘电阻降低超过允许值时，装置报警并显示故障回路绝缘电阻值。
WZJ型微机直流系统绝缘检测装置由常规监测部分和支路巡查部分组成。
常规监测部分。用采集电压信号元件取出正极对地电压和负极对地电压，送A/D转换器，经微型计算机处理后，数字显示电压值和母线以对地绝缘电阻值，监测无死区。当电压过高、过低或电阻过低时发出相应的报警信号，报警整定值可自行选定。
支路巡查部分。若被测直流系统有接地的现象，检测仪进入支路扫查状态，用一个低频信号源作为发送部件，通过两隔直耦合电容C+、C-向直流系统正、负母线发送交流信号，用电流互感器穿套在各支路的正、负引出线上，由于穿过互感器的直流分量大小相等、方向相反，它们所产生的磁通相互抵消，而发送在正、负母线的交流信号电压值相等、方向相同，则在互感器二次侧便可反映出正、负极对地绝缘电阻和等值电容的泄漏电流相量和，然后取出阻性分量送A/D转换器，经微机作数据处理后进行数字显示。
WZJ型微机直流系统绝缘检测仪的特点是能在不切断支路电源情况下查找故障线路，精度高，测量无死区。
3.2 便携式LBD-ZDT型直流系统接地故障探测装置工作原理
该装置由编码器、手持探测器和探头三部分组成。
该装置属于便携式，其工作原理是当直流系统出现接地或绝缘降低至允许值以下时，利用直流控制盘上的直流电压表和切换开关，判断接地或绝缘降低的极性，再将该装置接入直流系统，其步骤如下（如图4所示）：
图4 编码器和探测器连接图
投入编码器。给编码器接通AC220V电源，将它的绿色输出线接于接地（或屏体外壳），并保证接地良好，红色输出线接于有接地故障的直流母线上（DC+或DC-），编码器开始工作，发出编码信号。
接入探测器。将探头卡于绿色输出线上，按下手持探测器开关，此时若表头指示在5以上，表明系统有接地故障（刻度值并不代表具体接地电阻的大小，只用于比较判断）。此时，调节探测器灵敏度旋钮，使表头指示最大并等于10。
图5 探测器查找故障接地点的连线图
进行探测。将手持探头卡于故障母线的直流馈线上，如果表头指示大于5，表明此线路有接地故障，并可继续向下级查找。若表头指示小于5，表示线路正常。
查找接地点。当沿故障线路顺序查找时，探头跨过接地点后，则表头指示明显减小，甚至为0，就可判断为接地点在f与g之间（如图5所示）。
4 变电站查找直流系统接地的注意事项
（1）直流系统发生接地时，应立即停止在二次回路上的工作；（2）使用仪表检查时，表计内阻应不低于2000Ω/V；（3）试拉前，应做好防止保护误动的措施，退出可能误动的保护；（4）在处理直流系统接地故障时，防止造成直流系统新的接地点；（5）在必要时应通知继保专业人员到场，协助查找并及时消除接地现象，以保证直流系统的正常工作。
继电保护死区分析范文3
关键词：业务要求；监控异常事故信息处置；智能站告警信息；保护配置
1 影响监控员对电网设备异常、事故正确处置的人为因素
（1）监控员不熟悉规程制度，在处置异常、事故时无章可循，造成过程混乱。（2）监控员对设备原理不熟悉，对报警信息含义模糊，对信息所代表设备状态误判断。（3）监控员不熟悉电网接线方式，保护配置情况，在发生事故时，不能快速收集信息，判断故障性质及范围，造成处置过程延长，甚至造成更大损失。（4）监控员因监盘不认真、马虎大意，或其他原因造成信息漏监等，对安全生产造成严重威胁。
以上反映出因监控员专业业务技能不高、工作态度随意，是对电网异常、事故信息不能正确处置的重要因素。故应加强监控员技术业务培训学习。
2 异常、事故信息定义和处理流程
2.1 定义
当变电站设备发生异常告警信息时，意味着设备运行发生异常情况或影响设备遥控操作，直接威胁电网安全与设备运行，是需及时处理的重要信息。主要包括：（1）一次设备异常告警信息；（2）二次设备、回路异常告警信息；（3）自动化、通讯设备异常告警信息；（4）其他设备异常告警信息。
2.2 异常信息实时处置流程
（1）监控员收集到异常信息后，应进行初步判断，通知运维单位检查处理，必要时汇报相关调度；（2）运维单位在接到通知后应及时组织现场检查，并向监控员汇报现场检查结果及异常处理措施。如异常处理涉及电网运行方式改变，运维单位应直接向相关调度汇报，同时告知监控员；（3）异常信息处置结束后，现场运维人员检查现场设备运行正常，并与监控员确认异常信息已复归，监控员做好异常信息处置的相关记录。
3 智能变电站概况和区分于常规变电站告警信息
3.1 智能变电站概况
智能变电所自动化系统的结构从逻辑上可分为“过程层”、“间隔层”、“所控层”三个层次。（1）站控层设备包括监控主机兼操作员站和工程师站、数据通信网关机、数据服务器、综合应用服务器等。（2）间隔层设备包括继电保护装置、测控装置、故障录波及网络记录分析装置、及稳控装置等。
3.2 智能站区分于常规变电站告警信息
过程层网络中主要传输GOOSE报文和SV报文，即开关量与采样值信息，过程层设备（主要是合并单元、智能终端）通过SV数据采样（电压、电流）、GOOS报文提供给间隔层设备的保护、测控装置，完成对设备状态监视、保护、控制、遥测等功能。所以，当监控信息发“SV总告警、SV采样链路中断、SV采样数据异常”时，意味着电流、电压采样回路出现问题，可能对测控装置、保护装置均构成影响；严重时保护被闭锁，当发生故障就会造成设备越级跳闸严重后果。同理，当监控信息发“GOOSE总告警、GOOSE链路中断、GOOSE数据异常”告警信息时，影响到开关、刀闸位置监视和远方发出的跳合闸指令不能执行等、保护动作于断路器的跳合闸指令等都受到影响，严重时也可能造成越级跳闸。
4 变电站设备基本保护配置
作为一名监控值班员具备比较扎实的变电站保护配置知识对监盘期间事故、异常信息的判断有极大的帮助。以下简单介绍变电站部分保护自动装置原理和保护范围。
4.1 线路保护装置
220kV电网：一般采用保护线路全长的纵联保护作为主保护，如高频保护、纵差保护等。以三段式相间距离和接地距离保护、阶段式零序电流保护作为后备保护。同时采用近后备保护，如断路器失灵保护。保护采用双重化配置。纵联保护的保护范围为本线路全长，不能作为相邻线路的后备保护。
110kV电网：当电网结构不复杂时，反映一般应采用三段式电流保护，反映接地故障的采用零序电流保护。后备保护为远后备方式。当电网结构复杂，如多电源网络，可采用相间距离保护和接地距离保护。对于平行线路，可采用方向横差作为主保护，以带方向的电流保护或距离保护作为后备保护。后备保护为远后备方式。
10kV、35kV电网：反映相间短路故障的一般采用过电流保护，对于单侧电源辐射形电网的单回线路，一般装设带速断或不带速断的过电流保护。对于多电源的复杂网络，电流保护可增加方向元件。对于发电厂引出的电源联络线，如方向电流保护不能满足要求，可采用简单的距离保护；如线路很短，可采用纵差保护。对于单相接地故障，装设反映零序电压的信号装置。
4.2 母线保护装置
微机母差保护中“大差”“小差”的保护范围，大差电流指两段母线上所有出线单元电流的相量和（不包括母联开关电流），小差电流指其中某段母线上的出线单元电流的相量和（包括母联开关电流）。一般大差电流用于判断母线故障，小差电流用于选择故障母线。母差保护中大差和小差动作的区别在于，小差动作，第一时限跳开母联开关，再跳开与故障设备挂同一母线的所有开关。大差动作，是同一时限跳开所有开关，不区分设备挂在哪一母线。母线保护一般配有死区保护，如在母联开关与CT间发生故障，此种故障将跳开两段母线所有开关。母线还设置有充电保护，作为母线充电时短时投入的快速保护。
4.3 备自投装置
110kV变电站备自投保护方式一般为桥备投、进线备投及分段备投等典型备投方式。
启动条件：工作母线失去电压，进线检测没有电流，经延时启动备自投装置，作用于相应断路器跳合闸备投。如变电站低压母线连接电厂联络线，则为防止送电时非同期合闸，还应跳开相应电源联络线开关。
5 结束语
调度监控员值班过程中，当发生事故异常时，要求能够快速收集信息、正确判断事故性质、范围。对事故异常正确快速处置。所以作为监控员来讲要不断学习新知识，提高达到专业业务技能，在发生事故异常时才能正确快速判断分析，为事故异常处理节省宝贵时间。
作者简介：薛忠强（1971，1-），淄博供电公司监控班值班长。
