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淺談配電保護中常被忽略的問題

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數(shù):120
核心提示:

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(xiàn)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(chǎn)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(guān),變壓器容量越小,勵磁涌流倍數(shù)越大。勵磁涌流存在很大的非周期分量,并以一定時間系數(shù)衰減,衰減的時間常數(shù)同樣與變壓器容量大小有關(guān),容量越大,時間常數(shù)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(chǎn)生的勵磁涌流在線路上相互迭加、來回反射,產(chǎn)生了一個復(fù)雜的電磁暫態(tài)過程,在系統(tǒng)阻抗較小時,會出現(xiàn)較大的涌流,時間常數(shù)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(tǒng)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(shù)少、容量小以及系統(tǒng)阻抗大時并不突出,因此容易被忽視,但當線路變壓器個數(shù)及容量增大后,就可能出現(xiàn)。貴陽市北供電局就曾經(jīng)在變電所增容后出現(xiàn)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(fù)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(yōu)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(tǒng)穩(wěn)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

2.1TA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(nóng)網(wǎng)中的變電所,往往遠離電源,系統(tǒng)阻抗較大。對于同一線路,出口處短路電流大小會隨著系統(tǒng)規(guī)模及運行方式不同而不同。隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大,10kV系統(tǒng)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(tǒng)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(tài)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(yīng)到二次側(cè)的電流會很小或接近于零,使保護裝置拒動,故障由母聯(lián)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(shè)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(yīng)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(yīng)電勢就大,或在同樣的負載阻抗下,二次電流越大,感應(yīng)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(cè)感應(yīng)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(chǎn)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(shè)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(cè)短路電流等于系統(tǒng)短路電流,可達十幾千安,低壓側(cè)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(tǒng)的安全運行造成很大的威脅。傳統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)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(guān)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(shè)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(yīng)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(cè)故障,短路電流足以使母聯(lián)保護或主變壓器后備保護動作而斷開故障,如果是低壓側(cè)故障,短路電流可能達不到母聯(lián)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(yīng)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(cè),以保證對所用

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