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继电保护启动值和动作值范文1
【关键词】继电保护装置;电力系统;35kV变电站
随着我国社会经济的稳步发展,电力需求不断增大,越来越多的变电站不断建设起来。35kV变电站作为我国电网的重要组成部分,其安全性和可靠性是电能能否稳定传输的重要保障。电力系统在运行过程中,会因为各种各样的原因发生故障,由电力系统故障引发事故所造成的损失往往是不可估量的,因而,继电保护技术和装置的应用已成为确保电力运行安全和稳定的最迫切的任务。
一、继电保护装置的基本构成
通常来讲,完整的继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分三个部分组成。尤其是在微机继电保护装置中,上述三个部分更是不能够截然分离开的。
1.测量部分
测量部分由数据采集、数据处理、保护判据运算等部分组成。测量部分是针对测量得到的被保护对象的相关电气量进行计算,并将计算结果与给定的整定值进行比较,比较结果以“是”、“非”、“大于”、“不大于”等逻辑信号的形式表达,进而做出是否需要执行保护动作的判断。
2.逻辑部分
逻辑部分基于测量部分给定的各输出量的大小、性质及输出的逻辑状态和其出现顺序或组合,使继电保护装置按一定的逻辑关系进行分析和对比,最后确定是否应该发出报警信号或使断路器跳闸的动作信号,并将相关的信号指令传送给执行部分。
继电保护装置中常用的逻辑关系回路包括:“与”、“或”、“非”、“是”、“否”、“延时启动”、“延时返回”等。
3.执行部分
执行部分,即继电保护装置的输出部分,执行部分的任务是根据逻辑部分输出的信号,最终实现该继电保护装置所承担的保护动作。
二、电力系统中继电保护装置的动作过程
对于继电保护装置来说,其动作过程可分为启动、判断和闭锁三个阶段。
第一个阶段启动,当系统处于正常运行的状态下,继电保护装置的启动元件会将各个出口闭锁,只有当电力系统处于某种故障条件下,相应的启动元件才会具备启动条件,准备启动相应的出口。
第二个阶段判断,是指在满足了启动条件的前提下,由继电保护装置内部的逻辑判断部分进行分析和判断,而此时起到决定性作用的评判标准,便是前期输入到装置中的“整定值”。如果反馈没有达到整定值的标准,那么装置不会做出任何反映;如果满足了整定值的要求,则保护装置将进入最后的闭锁阶段。
第三个阶段闭锁就是在反馈满足了保护装置整定值的要求的前提下,在对相应出口发出启动指令之前进行的对电力系统中一些附加条件的自行判断的过程,一旦附加条件也得到满足,跳闸指令将被发出,进而实现保护动作。
三、在35kV变电站中继电保护装置的主要任务
1.监视系统运行状况
35kV变电站是电力系统的重要组成部分,承担了区域供电的任务,所以一旦发生重大故障,将严重威胁该区域的供电稳定和用电安全。而当故障发生时,继电保护装置将快速、准确地向距离故障点最近的上级断路器发出跳闸指令,以求尽可能地控制故障的影响范围,弱化故障对电力系统的影响。因此,在35kV变电站选用继电保护装置时,应该着眼于大局,合理地完成继电保护设计、装置选型和安装调试,使整个电力系统连接成为一个统一的整体,这样才能够确保对35kV变电站及相应电力系统进行合理、有效地跟踪和监视。
2.及时反馈电力系统的非正常状态
应用于35kV变电站中的继电保护装置的另一项主要任务,即及时反馈相应电气设备的非正常运行状态。当相关的电气设备及元器件出现异常状态或满足需检修的条件时,继电保护装置将通过通信系统将信息及时反馈给值守人员,以便做出相应处理。
四、35kV变电站对继电保护装置的基本要求
对于35kV变电站,继电保护装置的主要作用是:当元器件或外线路发生有可能危及电力系统运行的故障时,装置自动发出报警,并在一定条件下发出跳闸指令使相应断路器跳闸,以避免由于故障的进一步扩大化而造成更大的损失甚至事故。现阶段我国35kV变电站所采用的继电保护装置需要满足四项基本要求,即:灵敏性、快速性、可靠性和选择性。
1.灵敏性
灵敏性所指的是继电保护装置对发生在其保护的范围内的任何元器件故障,以及非正常运行状态的反应能力。
应用于35kV变电站中的继电保护装置,要对相关设备的正常运行及故障状态具有明确的感知、判断并做出相应的动作,从而最大限度地控制故障带来的隐患。一般来说,装置的灵敏性是要根据相关的灵敏度系数来设定的,而并非越高越好。
2.快速性
对故障部分迅速地进行切除,不但可以提高电力系统并联运行的稳定性,减少设备在低电压状态下的运转时间,也可以减小故障元器件的损坏程度,进而避免对电力系统更大规模的破坏。因而,当电力系统发生故障时,应力争使继电保护装置能够快速地动作,将故障切除。
故障切除的总时间,等于继电保护装置和断路器的动作时间的总和。通常情况下,继电保护装置的速断保护动作时间约为0.02s到0.04s之间,有些装置可以达到0.01s到0.02s之间;而断路器跳闸动作时间通常为0.06s到0.15s之间,比较灵敏的断路器可能达到0.02s到0.04s之间。
3.可靠性
针对发生在电力系统中的各种各样的故障或非正常模式下运行的状态时,继电保护装置要避免误动、拒动等情况的发生,在快速判断系统运行状态是否正常的同时,做出相应的正确且可靠的动作。
4.选择性
当运行中的电力系统发生故障时,继电保护装置在保证快速和可靠的同时,要有针对性地对故障段的供电进行切除,即选择距离故障点最近的开关设备进行关断处理,从而达到使故障影响范围尽量缩小、保障系统中没有故障的部分仍能够正常工作的目的。
参考文献:
[1]王文灿 35kV变电站继电保护装置的科学应用[J]. 中国高新技术企业 2011(20)
继电保护启动值和动作值范文2
关键词: 继电保护;二次设备;可靠
中图分类号:TM92 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)24-0058-02
电气二次设备主要是为电气一次设备服务的。对电气一次设备的运行起到保护、监视、调节、控制等作用。能够反映一次设备的运行状况,为设备运行人员和维护人员提供数据判断设备运行是否良好。如继电保护装置能够甄别电气一次设备运行中发生的异常和故障,并发出信号或动作于断路器跳闸。从而保正电气一次设备不被损坏和非故障系统的正常稳定运行。故障录波系统能够记录设备运行中电流电压等的波形及开关量动作情况。为事故分析提供了可靠地事实依据。规程要求,电气一次设备禁止无保护运行。二次设备还可以实现远方控制高压一次设备。避免了直接操作一次设备时的危险。
电厂的一次设备有发电机、变压器、高低压电动机等等。这些设备都是非常昂贵的。一台主变压器价值几千万,甚至数以亿计。普通常用变压器、电动机也几万至几十万,甚至百万以上。这些电气设备运行过程由于其运行环境和自身结构的复杂多样性,又难免发生短路等故障。当发生短路故障时,不及时停止运行,可能会烧毁设备、甚至影响的电网的运行。从而危及于电力系统的正常运行。这显得电气二次设备是尤其的重要。但是电气二次设备及其自动化控制系统是非常复杂的。而且电厂对电气二次设备可靠运行的依赖性也是非常高的。所以作为电气二次设备维护人员应该想尽一切办法提高设备运行的可靠性。下面就从几方面谈一下提高电厂电气二次设备可靠运行的措施。
建厂初期,应该找一家具有电厂电气系统设计资质,且口碑好的设计院。提交完善的原始资料和设计要求。设计出符合规程标准要求和电厂实际情况的设计图纸。移交继电保护厂家,厂家根据设计图纸制出厂家图。按照图纸要求组装继电保护柜。保护装置应能满足运行需要。现在保护装置主要是国内四大继电保护集团,也有用ABB、西门子的。这些保护都能满足要求。二次设备、相关图纸、说明书等都完善齐备。
施工过程中,工程监督人员及电厂电气专业人员应该认真监督。要求严格按照电气行业标准施工。接线严格按照厂家和设计图纸进行。电缆两端应该正确标明标示牌。施工完成后,应该做验收检验及带开关整租传动工作。检验保护装置的动作情况、绝缘情况、精度以及控制回路是否正确无误。保留好试验数据和报告,最终出电气二次回路竣工图。这些资料应专人保管,以备运行维护时查阅。
继电保护从最早的熔断器到电磁式保护装置、到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到今天的微机继电保护装置。经过一代又一代的继电保护工作者的不断努力,使得现如今的微机继电保护已经非常成熟了。现在还在为之不断的努力着,有很多人还在为找到一个新的继电保护判据而努力着。要做的就是想办法用好这些保护装置,使它的作用最大化。保护装置运行过程中正确动作。
保护正确动作是非常重要的。禁止发生误动或者拒动,拒动则可能导致停电范围扩大或者事故的发生。误动使正常运行的设备停止运行,这将造成不必要的麻烦和经济损失。拒动误动的发生原因有很多方面。比如接线不正确,差动保护接线错误。会导致差动保护误动作。保护定值整定小了,由于互感器等设备的误差导致存在一定数值,一旦越过定值,会发生保护误动。定值整定过大,则当故障发生时,故障量达不到整定值而保护不会动作,即属于拒动。还有直流接地不及时处理可能会导致保护拒动或者误动。用图1简单分析直流接地导致保护误动或拒动的原因。如图1所示,当A、B两点同时接地时,相当于直接启动中间继电器2J1。继电器2J1去启动断路器的跳闸线圈。造成保护误动作,即当直流系统正极发生接地时可能导致保护误动。当B、E两点同时接地时,将继电器2J1短接,设备发生故障时,继电器2J1不会启动。也就不会作用于断路器跳闸线圈,造成保护拒动,即当直流系统负极发生接地时可能导致保护拒动。当断路器跳闸回路接线错误或者接线松动或脱落,即使保护装置正确动作,断路器也不会跳开。从这些导致继电保护及二次回路不可靠的原因出发,提高电器二次设备运行的可靠性。
首先定值管理一定要规范。保护定值经整定人员根据设备原始参数整定出来以后,经过相关人员的审核、批准后。以定制单的形式下发至班组,班组继电保护人员应利用等级检修机会将定值单定值整定至保护装置,并保存。保护装置定值输入必须由两人进行,整定核对确认准确无误,打印定值单,并签字确认。并及时反馈定值回执单。下发的定值及打印的定值应分开存放,保存至少一年或者至新定值重新下发或打印。还要利用每次等级检修机会,核对电气二次接线是否正确,实际接线与图纸是否相符。并检查接线端子是否牢固,清扫盘柜卫生等。互感器二次侧的接地线等是否符合规程规定。继电保护及二次回路上的工作,都必须办理工作票及继电保护安全措施票。工作时拆开的线,退出的压板及保护均应严格做好记录。防止恢复时出现错误,防止继电保护“三误”。班组应该编制防止继电保护“三误”的措施,编写符合现场实际的作业指导书。当直流系统发生一点接地时,虽然不影响正常运行,但是必须及时检查处理接地点,使直流系统恢复正常运行。现在电厂都用的直流系统绝缘检测装置,能及时发现直流系统接地,提醒设备维护人员及时去查找接地点并消除。
除此以外,继电保护人员的技术素养和工作态度也是需要注意的。要求继电保护人员熟读相关规程标准,熟悉主要保护装置原理和逻辑,熟悉继电保护及其二次回路。要求工作人员心思缜密、工作仔细认真。
通过对电气二次设备认真负责的管理和维护,并做好相关技术监督工作。加上现在先进的电气二次设备,电厂电气二次设备的运行可靠性一定能得到提高。
参考文献:
[1]李芷筠,戴志辉,焦彦军,王增平.继电保护可靠性管理系统设计与实现[J].电力系统保护与控制,2013(14).
继电保护启动值和动作值范文3
【关键词】变压器;短路电流;继电保护
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
随着科技的发展,煤矿设备自动化程度的不断提高,煤矿生产中对供电安全的要求越来越高,各煤矿企业对继电保护整定工作日益重视,越发认识到制定一套适合于煤矿生产实际情况的继电保护整定方法的必要性与重要性。
煤矿井下和一般的10kV配电网有很大的区别,井下的电网以单端辐射状供电为主,高压短线路较多,负荷与供电结构需要经常地变动,同时煤矿生产的工作条件具有特殊性,其主要负荷集中在井下,井下空气湿度大,瓦斯积聚、属于易燃易爆场所。发生短路故障时可能造成主通风停止运转,井下有害气体的大量聚集,矿井主排水设备停止运转,在涌水量大的矿井中会造成淹井事故。所以煤矿企业的供电和电气设备与普通电力用户相比有其特殊地方,为保证矿井安全生产,就必须采取措施,确保矿井中主要机电设备供电的不中断,因此对继电保护有更高的要求。
2、煤矿继电保护的基本任务与基本要求
(1)基本任务
通过继电保护装置对供电系统的运行情况进行实时的掌握,一旦出现电力系统运行故障或者是其它的异常的情况。通过继电保护装置对发生故障的电路元件附近的电路进行跳闸,将电路切断,来实现对其它电路的保护,合理的继电保护整定能有效的预防越级跳闸,缩小事故影响范围。同时当电力系统出现异常时,能够及时的发出告警信号,使工作人员迅速的采取应对措施,能够有效的防止异常情况扩展成为严重的故障,确保供电系统在最短的时间内恢复工作的稳定性,减少异常情况对供电系统的影响。
(2)基本要求
①动作的可靠性。要求保护装置处于良好状态,随时准备动作。保护装置的误动作是造成正常情况下停电、事故情况下扩大事故的直接根源,因此必须避免,即不误动、不拒动。
②动作的选择性。选择性是指当电力系统发生故障时,继电保护装置应该有选择性地切除故障部分,让非故障部分继续运行,使停电范围尽量缩小。首先由故障线路或元件本身的保护切除故障,当保护或开关拒动时,才允许相邻保护动作。
③动作的灵敏性。反映保护装置的灵敏程度叫灵敏性,习惯上常叫灵敏度。
④动作的速动性。短路故障引起电流的增大、电压的降低,要求保护装置能够快速地断开故障,有利于减轻设备的损坏程度,为负荷创造尽快恢复的条件。
3、变压器继电保护的整定
现以三采变电所15#高爆所带变压器为例计算(如下图),首先计算远点变压器(1397溜子)继电保护。
(1)短路电流的计算
①系统最大运行方式阻抗:Xmax=0.7349。最小运行方式阻抗Xmin=1.5462
基准容量:Sb=1000MVA,基准电压Ub=6.3kV,基准电流Ib= 91.64kA
主变容量:Sn=20000KVA,主变短路组抗百分比:Ud%=10.53%
主变电抗:Xb=(Ud%×Sb)/Sn=5.265
110KV变电站至三采变电所15#高爆处高压电缆阻抗标幺值:
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 (铜芯20℃)
=8.3192+j8.4656
式中 L ――电缆长度m。S ――电缆截面积 mm2 。Xb――电缆平均单位电抗(3~10KV,0.08Ω /KM)。γ――电导率(20℃:铜:γ=53 m/Ω*mm2)
三采变电所15#高爆至1397干变高压电缆阻抗标幺值:
MVV32 35mm2(950米)
Z2=12.9032+j1.9148
1397干变为:KBSG-500KVA,Ud1=4.01%
Z3= Xb=(Ud%×Sb)/Sn=80.2
②三采变电所15#高爆进线侧短路
最大运行方式:I1k・max=Ib/(Xmax+Xb+Z1)=5.4907kA,I1k2・max=0.866 I1k3・max=4.7549 kA
最小运行方式:I1k3・min= Ib/(Xmin+Xb+Z1)=5.2682kA,I1k2・min=0.866 I1k3・min =4.5622kA
③1397溜子干变低压侧短路
最大运行方式:I2k3・max= Ib/(Xmax+Xb+Z1+Z2+Z3)=0.9268 kA,
I2k2・max=0.866 I2k3・max =0.8026 kA
最小运行方式:I2k3・min=Ib/(Xmin+Xb+ Z1+Z2+Z3)=0.9194 kA,
I2k2.min=0.866 I2k3・min =0.7962 kA
(2)单代1397溜子(500KVA变压器)保护整定
电流速断保护:Iop・k=KrelKjxI2k3max/nTA=1.3×1×0.9268/60=20.08A,取20A
灵敏系数校验:Ksen= I1k2.min/Iop=3.8>2,校验合格
过电流保护:Iop・k=KrelKjxKghI1rT/nTA=1.3×1×1.3×48.2/60=1.36A,取1.3A
灵敏系数校验:Ksen=I2k2.min/Iop=10.2>1.5,校验合格,时间取0.5秒
反时限过流:Iop・k =Kjx I1rT/nTA=0.8A,时间系数:0.3(2倍额定电流时3秒动作)
取一般反时限:
(3)存在的问题:
由于井下供电的特殊性,很多变电所一台开关代2~3台变压器,而变压器的保护定值的整定将存在困难。
如本例中当选择保护远点500KVA变压器时,630KVA近点变压器将存在速断值过小,开关误动作情况。而且开关反时限过流保护中的I1rT如果选择两台变压器额定电流之和,将导致单台变压器过载时开关无法保护,变压器长期过负荷绝缘损坏,最终烧毁变压器。
根据井下长期继电保护的经验对开关继电保护做如下调整将满足现场保护需要。
①精确核准变压器所带负荷,计算低压负荷容量,分析电机启动特性。实际井下变压器一般负载率都低于70%,采掘工作面负荷电机容量一般250KW以下。对速断值可以降低,尽量满足远点小容量变压器保护要求。
②反时限过流保护可以投报警、跳闸,报警值以保护小容量变压器,跳闸值必须躲开单台大电机启动电流。
③三采变电所15高爆整定值如下:
速断取700A(参考变压器低压侧两相短路电流),Iop・k=700/60=11.67A,取11A
限时速断取1.3A,0.5S
反时限报警取0.8A,时间系数0.3
反时限跳闸取1.9A,时间常数0.3
实际运行中若电机经常过载,可以对反时限定值进行调整,确保不误动作。
4、结论
钱家营矿井下开关自改造3年来,井下高爆开关已全部实现微机智能保护,供电系统远程自动化,这些给继电保护工作创造了很多有利条件。但由于井下供电系统的特殊性,线路短,单条线路上有多级配电室,井下负荷变化频繁,继电保护工作仍有困难。如果做到预防越级跳闸,开关动作可靠,必须对井下电缆、开关、变压器、低压负荷、负荷启动特性等有非常详细的记录与分析,继电保护必须随着负荷的变化及时更新,充分的总结各种故障经验,确保供电系统的安全。
参考文献
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继电保护启动值和动作值范文4
【关键词】变压器故障 继电保护技术 电气量保护配置
电力变压器作为电力系统中的关键设备,是保证电力系统安全运行的基础,如果变压器出现故障时,保护装置不能再规定的时间内快速完成动作,有可能会导致变压器被损坏,严重时会导致变压器被烧毁,由于变压器工作过程中有一定的局限性,当断路器和互感器之间出现故障且无法及时消除时,会对变压器造成比较大的影响,对于这种情况可以选择低压开关辅助的方法来对外部结构进行更改,进而达到消除故障的目的。
1 电力变压器继电保护装置的基本含义
电力变压器继电保护装置的主要作用是确保电力系统稳定运行,给予用户提供可靠和安全的供电服务,其中电力变压器继电保护的主要功能有以下几点。
(1)一旦电力变压器系统产生动作信号或者故障信息就能够快速做出回应,确保继电保护功能和设计能力能够充分发挥出来。
(2)若是变压器产生异常问题或者故障问题时,能够迅速命令继电保护动作将电力变压器切点,并隔离线路异常问题和故障问题,减少故障事故带来的影响。
(3)电力变压器继电保护能够减少异常问题或者故障问题带来的经济损失,确保电网和电力变压器运行的经济性和稳定性。
电力变压器继电保护装置主要具有四种性能,即灵敏、快速、可靠以及选择等多种性质。其中灵敏性是指继电保护对于设备设定的动作故障和相关异常情况能够及时可靠的完成中断动作。而继电保护装置的快速性则是指设备在发生故障时能够以最快的速度促使断路器跳闸,从而断开故障,终止异常状态。继电保护装置的可靠性则主要划分为两种形式,即可信赖性和安全性,其中可信赖性是指继电保护在正常动作过程中出现异常或者故障时,能够及时准确的完成既定动作,安全性是要求继电保护在非设计状态下,能够立即停止动作,从而将损失降至最低。
2 电气量保护配置分析
2.1 差动保护
在变压器的谐波闭锁差动保护中,涉及到的绝大多数都是启动和差动元件,其主要囊括谐波制动和异常判定以及其他等多种元件。而继电保护装置的保护过程主要划分为以下几个方面:
(1)对于启动元件的使用,其主要包含差流突变量和超限两种元件,在实际使用过程中如果差电流产生变动并且持续性的超过启动电流时,便是立即激发启动保护动作。而朝鲜元件在差动电流在差动电流超过超限启动电流并且超过5ms时,则会立即启动保护动作。
(2)对于差动元件的使用,其主要作用时在变压器产生故障或者线路异常时,能够实现快速切断电路的基本功能。
(3)而谐波元件的基本作用时变压器在空投状态是能够有效避免励磁涌流所产生的差动保护错误动作,而动作产生的依据其实是差流中二次谐波分量电流和基波分量电流的基本比例。
(4)比率制动部件。比率制动部件的主要作用是指变压器外部产生故障,差动保护便能够立即启动制动功能,减少故障问题的影响范围,并且比率制动部件对于内部故障具有较高的灵敏度。
(5)过负荷通过泠却器产生的变压器负荷,能够准确的检测到高压侧的电流。
2.2 波形差动保护
波形差动保护和谐波制动的主要区别在于二次谐波,在变压器空载运行的状态下,利用波形算法,计算合闸生成的励磁涌流与故障电流。如果空载合闸产生内部故障或者外部故障,波形差动保护会立即启动,并确保电力系统的安全和稳定。
而差动保护则主要囊括有流互感器中的各种设备,在内部产生故障时则会立即跳开主变两侧的断路器。而两侧的后背保护则主要包括差动后背保护和母线保护,在保护指令和动作过程中会延时跳开断路器。在主变经过投产和检修之后,为了快速和有效的断开主变,应当严格按照相关设备操作要求进行。
2.3 后备保护
后备保护在实际运行中由于受到主变阻抗的影响,当低压侧产生异常问题或者故障时,则高压侧电压可能变小,因此导致难以迅速启动电压闭锁。通常情况下使用高、低压侧的并联方式来提高故障状态下启动动作的灵敏性和快速性,确保低压侧产生故障过程中能够迅速启动保护动作。此外还可以通过高、低压侧电压,高低两侧动作都可以快速启动闭锁回路。
2.4 零序过流保护
在接地故障产生时,借助零序过流保护能够对变压器形成后背保护,而交流应当选择专有接线,并且电压和电流分别采取该侧的TV和TA。而TV如果产生断线情况,零序过流保护将会即刻关闭。在电压恢复正常之后,零序过流保护则会立即恢复正常,并投入使用。借助该种方式能够将间隙保护的作用发挥到最大。
3 分析主变保护的主要故障
3.1 分析变压器操作过程中产生的主要故障
变压器在工作过程中,其检修复役的主要操作过程为:当低压侧断路器断开时,则合上高压侧断路器迅速冲击主变,完成主变冲击之后会迅速合上低压侧断路器,然后再送出负荷。若在冲击主变过程中低压侧断路器与电流互感器产生短路故障,则差动保护无法正常启动跳闸命令。并且高压侧后备保护的高压侧母线电压因为主变阻抗相对较大,所以难以正常启动跳闸命令,而低压侧母线因为电压正常所以也无法利用并联启动回路保护高压侧,无法迅速切除线路故障,从而产生主变烧毁损坏的现象,这就是主变保护的盲区,如图1所示。
3.2 对变压器运行中所产生的故障进行分析
变压器在实际运行中,如果低压侧断路器与电流互感器之间产生故障问题或者异常状况,变压器低压侧保护必须在低压侧母线电压降低与电流增大两个条件下,通过较短时延动作跳开主变低压侧断路器,确保低压侧母线电压稳定和正常。而实际上故障点没有得到隔离,并且短路电流由高压侧母线经过主变向故障点进行输送,尽管高压侧故障电流相对大,但是高压侧电压受到主变阻抗影响,难以启动可靠动作,因此无法快速清除故障,从而产生保护盲区。
4 有效避免主变故障的方法
4.1 不断优化高压侧后备保护动作逻辑
为了有效减少主变故障可以不断优化高压侧后备保护动作,在两圈变压器主变高压后备保护中添加与门电路,动作逻辑是:若低压侧断路器已经断开时,高压侧电流比规定数值较大,则根据规定时间跳高压侧断路器,动作逻辑电路如图2。
同时,在三圈变压器主变高压后备保护中添加与门电路,动作逻辑是:若低压侧断路器或者中压侧断路器已经断开时,而高压侧电流比规定值大,那么就需要根据固定时间跳高、中、低压断路器。
4.2 不断优化中低压侧后备保护动作逻辑
在两圈变压器主变低压后备保护中添加与门电路,动作逻辑是:若低压侧断路器已经断开,而低压侧电流比规定值大,那么就需要根据规定时间跳高压侧断路器;然后再在三圈变压器主变中压后备保护中添加与门电路,动作逻辑是:若中压侧断路器已经断开,而中压侧电流比规定值大,那么就需要根据规定时间跳高、中压侧断路器。
5 注意事项与应对策略
(1)在两圈变压器中,当检修低压侧断路器时,高压侧断路器与主变正在运行,需要在高压侧断路器安装低压侧断路器位置输入压板,以免低压侧断路器位置产生变化导致高压侧出现误判现象。
(2)在三圈变压器中,不仅需要对低压侧断路器冷备用和检修问题进行考虑,还需要对高中低压侧断路器运行状态进行综合考虑,同时中低压侧断路器热备用状态极易产生线路短路状况,迫使高压侧保护过流动作,迅速做出跳开动作。其中,改变中低压侧保护逻辑与接线能够有效实现变压器动作的时限配合。
6 结论
综上所述,为了保证变压器安全稳定的运行,在原有的变电系统中除了要安装继电保护设备以外,还需要增设门电路辅助或复合电压闭锁,通过对对变压器内部逻辑判据和变压器外部接线进行调整来达到消除故障的目的,保证电力系统可以稳定、安全的运行。
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作者简介
王海峰(1979-),男,山东省济南市人。大学本科学历。现为华电章丘发电有限公司助理工程师,从事发电设备管理工作。
继电保护启动值和动作值范文5
【关键词】供电系统;继电保护;应用;维护
现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。随着社会经济的迅速发展,电力系统的容量不断扩大,电网结构日趋复杂,电力系统稳定问题日益突出,因此我们应该对电力系统继电保护更加重视起来,以此保障电力系统的安全可靠的运行,为社会经济的发展保驾护航。
一、继电保护的概念和类型
1、继电保护的概念
继电保护装置是当电力系统中发生故障或出现异常状态时能自动、迅速而有选择地切除故障设备或发出告警信号的一种专门的反事故用自动装置。
继电保护系统为多种或多套继电保护装置的组合。继电保护用来泛指继电保护技术或继电保护系统。也常用作继电保护装置的简称,有时直接称为“保护”。
2、常用继电保护类型:
①电流保护:(按照保护的整定原则,保护范围及原理特点)
A、过电流保护――是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。如大电机启动电流(短时)和穿越性短路电流之类的非故障性电流,以确保设备和线路的正常运行。
B、电流速断保护――是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。速断保护动作,理论上电流速断保护没有时限。即以零秒及以下时限动作来切断断路器的。
此外还有定时限过电流保护、反时限过电流保护、无时限电流速断等
②电压保护:(按照系统电压发生异常或故障时的变化而动作的继电保护)
主要有过电压保护、欠电压保护和零序电压保护
③瓦斯保护:油浸式变压器内部发生故障时,短路电流所产生的电弧使变压器油和其它绝缘物产生分解,并产生气体(瓦斯),利用气体压力或冲力使气体继电器动作。
④差动保护:这是一种按照电力系统中,被保护设备发生短路故障,在保护中产生的差电流而动作的一种保护装置。
此外还有高频保护、距离保护、平衡保护、负序及零序保护以及方向保护
二、继电保护的配置与应用
1继电保护装置的基本要求
选择性。当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。
速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求,反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。
2保护装置的应用
继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。另外,还应装设过电流保护,对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括:①线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护。②母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护:主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护:对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致。
三、 继电保护装置的维护
值班人员定时对继电保护装置巡视和检查,并做好各仪表的运行记录。 在继电保护运行过程中,发现异常现象时,应加强监视并向主管部门报告。
建立岗位责任制,做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。 值班人员对保护装置的操作,一般只允许接通或断开压板,切换开关及卸装熔丝等工作,工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。
做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行,防止误碰运行设备,注意与带电设备保持安全距离,避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次,每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。
定期对继电保护装置检修及设备查评:①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全;②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉,动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤;③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好;④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动;⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好;⑥配线是否整齐,固定卡子有无脱落;⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。
继电保护启动值和动作值范文6
【关键词】220kV;变电站;继电保护;常见问题
1 引言
220kV及以上电压等级成为我国电网的骨干网架,变电站继电保护作为电网的“安全卫士”,承担着保护电网安全、及时切除故障、降低停电损失的任务。下文将以母线保护、变压器保护、线路保护为重点,探讨220kV变电站继电保护常见问题。
2 220kV变电站继电保护简介
基于电能不能大量存储的特点,考虑到电力系统运行的可靠性、电能质量、经济性,电能要经过发电、输电、变电、送电、配电、用电能环节,才能为客户提供安全、优质的电能。变电站就是主要用于进行电能的降压和分配。
变电站包括:主控室、土建、一次设备、二次设备、电源系统、通信系统、环境系统等。对变电站继电保护来说,由于变压器和母线是变电站最重要的设备,变压器实现电能降压,母线实现电能分配,线路实现电能的输送,所以,母线保护、变压器保护、线路保护是220kV变电站最重要的三类继电保护,熟悉继电保护原理,并能对继电保护常见问题进行处理,是变电站继电保护人员必备的专业素质。
3 220kV变电站继电保护常见问题探讨
根据继电保护可靠性、速动性、选择性及灵敏性的基本要求,结合220kV电网的特点,对联系不强的220kV电网,应重点预防继电保护装置的非选择性动作,防止超越动作;对联系密切的220kV电网,应该重点保证继电保护装置的可靠、快速动作,通过各类保护的速动断来确保继电保护的性能。随着电力系统输电等级的不断提高,系统的暂态过程也日益复杂,系统中谐波含量不断提高,非线性元件如电感、电容增多等问题,也给继电保护带来一些干扰。
3.1 互感器饱和
随着电网输电等级的升高,发生故障时,产生的故障电流也较大,如果电流互感器特性不良,很容易引起互感器饱和,从而对继电保护动作产生影响,当互感器出现饱和后,电流互感器的二次波形出现畸变和破损,导致继电保护装置计算出的差流出现变化,如果保护判据不加处理,在区外故障流过最大穿越性电流的电流互感器可能出现较为严重的饱和,很容易引起保护误动作。
互感器饱和对母线保护的影响最大,通常在继电保护的动态模拟试验中,要求区外故障引起互感器饱和的线性区大于3ms时,母线保护能够可靠不动作;区外故障引起互感器饱和的线性区大于5ms时,线路保护能够可靠不动作。
对此,继电保护通常采用的方法有:波形识别法、时差法等。波形识别法主要通过对保护录到的波形进行分析处理,结合其中的谐波分量、波形特征等,对保护是否出现饱和进行判别并加以闭锁。时差法主要是利用故障开始到线路的过零点存在一个线性传变区,此时虽然有饱和,但是还没有出现差流,反映在继电保护的计算中,即保护的差动电流和制动电路的出现有一个时间差,进而判别出饱和,并对差动保护加以闭锁,先差动保护闭锁一个周期,然后根据判据开放,保证当出现发展性故障,如区外转区内故障,差动保护仍能可靠地快速动作。
3.2 电容电流
输电线路的相间和相对地都存在分布电容,对长线路来说,为了提升长线路的自然功率,必然减小线路电感,并采用电容补偿,线路越长,电容电流越大,如下表1所示为每百公里架空线路容抗和电容电流参考值:
表1 每百公里架空线路容抗和电容电流参考值
线路电压(kV) 正序容抗(Ω) 电容电流(A)
220 3700 34
330 2860 66
500 2590 111
750 2240 193
电容电流可能导致差动保护误动作,同时降低差动保护的灵敏度,并导致距离保护安装处的测量阻抗比线性化纯电阻电路的线路阻抗偏大,可能导致距离保护的误动作。
对此,对差动保护应该采用多判据的差动保护,不同的时段投入不同判据的差动保护,实现保护快速性、灵敏性、快速性的要求,例如,相关电流差动具有天然的抵抗电容电流能力,内部故障时不需要进行电容电流补偿。在保护启动后20ms以内投入;故障分量比率差动在保护启动后40ms内投入,不受负荷电流影响,能够对严重故障实现快速动作;稳态量比率差动和零序电流差动在保护启动后一直投入,稳态量差动实现全线路差动保护的总后备,而零序差动则主要用于应对高阻接地故障。
3.3 过渡电阻
220kV及以上电网单相接地故障率非常高,过渡电阻是指线路经过某些介质而发生对地放电的现象,根据故障情况不同,过渡电阻的阻值可以达到几百到几千不等。
受到暂态分量和谐波电流的影响,加上过渡电阻时典型的故障特征是电压跌落很小,故障特征不明显,对继电保护的判别影响很大。某些依靠阻抗值来启动的保护误动作,可能引起距离保护的超越动作,对差动保护来说可能导致因为制动电流过大而差动不动作。
对此,对于后备保护,采取零序过流来实现对高阻故障的切除,主保护可以采用零序差动保护,零序差动具有一定延时,采用零序比率差动判据主要是为了反映重负荷下的高阻接地故障,在高阻接地故障下,虽然电压跌落不明显,但会产生较大的零序电流,由于零序电流反映故障分量,因此具有较高的灵敏度。同时,对于区外故障和系统振荡等情况,由于流过被保护线路的零序电流是穿越性的,故不会误动作。例如,某保护厂家零序差动保护的判据如下:
其中, 是线路M侧的零序电流, 是线路N侧的零序电流, 是零序电流的整定值,选相选差流的最大相为故障相。目前,在对线路保护的动态模拟试验中,要求220kV线路保护装置能够具备抗300Ω过渡电阻的能力。
3.4 谐波问题
对于变压器保护来说,保护逻辑受系统谐波分量影响较大,随着电网输电等级的升高,变压器容量不断增大,当变压器因为某些原因,一侧的电压突然增大时,电压突变量与变压器的剩磁相互叠加,引起变压器铁芯饱和,出现励磁涌流,最大时可能达到额定电流的6-8倍,同时系统内可能出现大量谐波。
变压器的谐波以二次谐波和三次谐波为主,速动性和可靠性一直是变压器差动保护难于协调的矛盾。逻辑做的保守,差动保护经饱和判据后,在系统谐波较大或发生区外转区内故障时,可能出现动作时间较慢甚至拒动的情况。逻辑做的激进,则保护误动风险增大,可能出现TA断线误动、区外故障误动等。
例如,某220kV变电站曾发生过区内B相单相接地故障,站内变压器比率差动保护58ms动作,动作时间较慢,保护录波波形如下:
图1 保护故障录波图
经过分析,差流中二次谐波分量超过了15%,大于保护的谐波闭所定值,差动保护暂时闭锁,待二次谐波一段时间后降落下来,差动保护才能够动作。
4 结语
根据我国建设智能电网的战略规划,未来我国220kV变电站仍将不断增多,尤其是具备智能、互动、绿色的数字化变电站,已经成为继电保护发展的主流趋势。因此,对220kV变电站继电保护常见问题进行分析和探讨,对我国电网发展具有重要的意义。
参考文献:
[1]陈金泽.谈220kV变电站变压器运行与继电保护[J].应用科技,2010(1).