贛榆縣供電公司 王行亮

關(guān)于繼電保護(hù)工作中遇到的問(wèn)題研究

贛榆縣供電公司 王行亮

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)體系中的重要環(huán)節(jié)，本文通過(guò)舉例在機(jī)電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)工作所遇到的問(wèn)題分析，根據(jù)實(shí)際問(wèn)題提出一系列的對(duì)應(yīng)措施，希望能與大家共同解決更多的實(shí)際問(wèn)題，也為繼電保護(hù)在我國(guó)電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵地位奠定基礎(chǔ)。

直流回路；寄生；誤動(dòng)作；電壓畸變；跳閘；原因；處理

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及城市建設(shè)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，微機(jī)保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越多。保護(hù)裝置本身問(wèn)題越來(lái)越少，但是相應(yīng)的二次回路問(wèn)題以及新老設(shè)備結(jié)合、設(shè)備改造換型所帶來(lái)的問(wèn)題越發(fā)體現(xiàn)出來(lái)。本文對(duì)繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作中所遇問(wèn)題作一小結(jié)，希望能與大家共同解決更多的實(shí)際問(wèn)題。

1.操作回路切換引起的直流回路寄生

組合電器式開關(guān)由于遠(yuǎn)近控操作回路切換引起的直流回路寄生。某新建變電所竣工驗(yàn)收工作時(shí)，在對(duì)110kV組合電器設(shè)備電源回路檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)開關(guān)作就地及遠(yuǎn)方切換回路時(shí)兩組電源存在寄生回路。此回路導(dǎo)致開關(guān)就地操作電源與保護(hù)屏操作箱電源之間存在電聯(lián)系。根據(jù)規(guī)程：每組斷路器的直流電原僅且只能由一組熔斷器供電。如圖1所示。

由此圖可以看出保護(hù)操作箱負(fù)電源以及開關(guān)柜內(nèi)負(fù)電源都未引入開關(guān)柜處遠(yuǎn)方就地切換把手，而且開關(guān)機(jī)構(gòu)的負(fù)電源唯一使用由開關(guān)操作機(jī)構(gòu)空開提供的負(fù)電源，此回路造成保護(hù)操作箱與開關(guān)操作機(jī)構(gòu)負(fù)電源寄生。此問(wèn)題會(huì)造成當(dāng)發(fā)生直流接地在斷空開時(shí)接地不消除或接地發(fā)生轉(zhuǎn)換，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)引起誤動(dòng)作。改進(jìn)方法如圖1中虛線所示，即兩組正負(fù)電源均經(jīng)切換把手。由于閃光回路的原因引起兩路直流系統(tǒng)寄生，從而使絕緣監(jiān)察裝置誤報(bào)接地告警信號(hào)。

某220kV變電所進(jìn)行了主變保護(hù)雙重化換型工作，在換型之后該220kV變電所直流系統(tǒng)未進(jìn)行雙重化。換型工作時(shí)，保護(hù)裝置按兩套直流系統(tǒng)接入但是對(duì)于閃光回路三側(cè)操作箱回路只能用一套。隨后不久，該變電站進(jìn)行了直流系統(tǒng)雙重化改造。在一年內(nèi)的定期檢驗(yàn)工作中，傳動(dòng)主變跳三側(cè)的保護(hù)時(shí)。

每當(dāng)開關(guān)位置與操作把手位置不對(duì)應(yīng)時(shí)，直流絕緣監(jiān)察裝置就會(huì)發(fā)接地報(bào)警信號(hào)。經(jīng)分析查找原因如圖2所示。

2.絕緣監(jiān)察裝置誤報(bào)接地告警信號(hào)

由圖2可以看出，當(dāng)220kV側(cè)開關(guān)與110kV側(cè)開關(guān)發(fā)生不對(duì)應(yīng)時(shí)，兩套直流系統(tǒng)通過(guò)閃光回路連接。此類直流系統(tǒng)特點(diǎn)為：當(dāng)兩套直流系統(tǒng)一旦有連接點(diǎn)，相應(yīng)的絕緣監(jiān)察裝置就會(huì)報(bào)接地信號(hào)。后來(lái)經(jīng)過(guò)與直流班共同核實(shí)證實(shí)，此次直流雙重化改造時(shí)第二套直流系統(tǒng)未引入閃光母線。經(jīng)過(guò)保護(hù)人員與直流班人員共同努力加裝了第二套直流系統(tǒng)閃光母線，后來(lái)再次傳動(dòng)開關(guān)問(wèn)題得以解決。加裝后接線如圖中虛線所示，并在圖示處斷開原有接線。

圖1

圖2

圖3

3.共用切換回路造成直流的回路寄生

因電壓切換回路切換母線電源與電度切換電源回路共用切換回路，造成直流回路寄生。有些變電所內(nèi)存在電壓切換回路專用母線，此切換母線專用于對(duì)電度表的切換。但是保護(hù)裝置的電壓也需要切換，而且這兩個(gè)回路共用一組刀閘輔助接點(diǎn)。這種回路會(huì)造成控制電源與切換母線之間存在寄生回路。而且電度表的切換繼電器為110V繼電器，而保護(hù)裝置的切換箱大多采用220V電源在此情況下會(huì)多次發(fā)生燒毀電度表切換繼電器的事件。另外當(dāng)發(fā)生直流接地時(shí)，當(dāng)斷開保險(xiǎn)時(shí)接地減弱但不會(huì)完全消失，此類情況多發(fā)生在設(shè)備換型老站改造過(guò)程中。因?yàn)殡姸然芈罚苤匾暢潭炔粔蚯冶旧聿粚儆诒Ｗo(hù)人員維護(hù)范圍所以容易忽視。但問(wèn)題還是存在而且還很嚴(yán)重。具體情況如圖3所示。

圖4

圖5

圖6

如圖所示實(shí)線為原接線方式，又因?yàn)镵M為220V而GQM為110V所以會(huì)發(fā)生燒毀切換繼電器的情況。改造后接線如圖中虛線所示，并且應(yīng)該斷開相應(yīng)的斷開點(diǎn)。

4.造成開關(guān)跳閘

由于開關(guān)操作回路中交直流回路共同布線，當(dāng)交流回路發(fā)生燒毀時(shí)造成開關(guān)跳閘的原因分析。

某變電所220kV開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，采用交流電源作為開關(guān)操作打壓電源。而保護(hù)操作電源回路為直流回路，這兩個(gè)回路本身并未使用同一根電纜而且也無(wú)電聯(lián)系。按常理說(shuō)符合我們的要求，但是交直流回路在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)廠家出廠配線為捆扎在一起。由于環(huán)境條件原因，特別是冬季室外寒冷夏季炎熱，再加之交流電纜長(zhǎng)期通過(guò)大電流電纜芯線的防護(hù)層受損嚴(yán)重。在某年冬季由于機(jī)構(gòu)箱內(nèi)加熱電源小時(shí)一段時(shí)間后，又發(fā)生打壓接觸器線圈燒毀，相應(yīng)的交流熔斷器未能及時(shí)熔斷，造成交流線燒化從而引起捆扎在一起的直流跳閘回路線燒毀，最終導(dǎo)致開關(guān)跳閘。此次事故教訓(xùn)慘重引起我們的高度重視，首先先聯(lián)系廠家要求他們對(duì)此類交直流回路共同配線的機(jī)構(gòu)箱給予整改。

5.Pt二次回路電壓畸變

對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)由于PT一次接地端未接好，造成PT二次回路電壓畸變?cè)蚍治?。?5kV變電所二次改造保護(hù)換型后送電時(shí)發(fā)現(xiàn)：10kVI母三相電壓不平衡且開口三角有電壓，三相電壓及開口電壓數(shù)據(jù)如下表：

?

由以上數(shù)據(jù)可以看出C相電壓明顯偏低，A、B相電壓偏高，LN有電壓。但所有相間電壓正常，一般情況下會(huì)認(rèn)為是10kV線路發(fā)生接地或者是10kV母線發(fā)生鐵磁諧振，但是經(jīng)過(guò)檢查以上兩種情況都不是。后來(lái)懷疑為PT本身有問(wèn)題，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)PT一次C相接地不良好。關(guān)于上述現(xiàn)象理論分析如圖4所示。

6.母聯(lián)開關(guān)正常運(yùn)行時(shí)跳閘

對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)PT實(shí)際構(gòu)成了它的中性點(diǎn)且為接地如圖5所示，但是PT的一次阻抗值極大，所以相當(dāng)于不接地。但是，PT二次電壓的大小與PT一次系統(tǒng)的平衡度及是否接地關(guān)系很大，如果三相PT接地良好則所得出的向量關(guān)系如圖4中實(shí)線所示，如果象上述C相接地不良好時(shí)，所得出的結(jié)果如圖4中虛線所示。所以由以上分析可以看出，當(dāng)PT三相電壓出現(xiàn)不平衡時(shí)可能的原因有以下幾種：(1)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地；(2)10kV母線發(fā)生鐵磁諧振；(3)PT一次發(fā)生斷線(保險(xiǎn)熔斷或刀閘接觸不良好)；(4)PT一次接地不良好或未接地。

由于SF6開關(guān)機(jī)構(gòu)中跳閘線圈啟動(dòng)功率較小，當(dāng)發(fā)生直流接地或直流系統(tǒng)波動(dòng)較大時(shí)引起母聯(lián)開關(guān)正常運(yùn)行時(shí)跳閘的原因分析。

某220kV變電所內(nèi)110kV母聯(lián)開關(guān)正常運(yùn)行情況下突然跳閘，經(jīng)保護(hù)人員檢查系統(tǒng)無(wú)故障，也沒(méi)有相關(guān)的保護(hù)裝置動(dòng)作使之跳閘。又經(jīng)檢修一次人員檢查開關(guān)一次機(jī)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。經(jīng)過(guò)協(xié)商決定暫時(shí)先投運(yùn)110kV母聯(lián)開關(guān)，但是經(jīng)過(guò)三天后再次發(fā)生110kV母聯(lián)開關(guān)正常運(yùn)行情況下突然跳閘情況。經(jīng)過(guò)查找有關(guān)資料及對(duì)開關(guān)的實(shí)際有關(guān)跳合閘參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)此母聯(lián)SF6開關(guān)機(jī)構(gòu)跳閘線圈動(dòng)作電壓偏低（≤50%額定電壓），具體原因分析簡(jiǎn)圖如圖6。

圖6中C1、C2為直流系統(tǒng)對(duì)地分布電容；C3為母聯(lián)控制電纜對(duì)地分布電容。以上所述跳閘原因?yàn)槿舢?dāng)A點(diǎn)發(fā)生直流正極接地時(shí)，此時(shí)地點(diǎn)電位上升為＋220V由于電容兩端的電壓不能突變，所以C3電容的負(fù)端電位亦上升，有關(guān)資料計(jì)算表明此時(shí)加于TQ兩端的最高點(diǎn)壓為50%額定電壓即110V。所以如果開關(guān)的跳閘線圈電壓低于50%額定電壓則在發(fā)生直流正極接地時(shí)有可能會(huì)發(fā)生誤動(dòng)，另外C3的電容值越大更易引起TQ動(dòng)作，所以母聯(lián)因?yàn)樗拥奶l回路最多所以相應(yīng)的C3值最大，所以這就是該220kV變電所多次跳母聯(lián)的原因。

所以規(guī)程規(guī)定：跳閘出口繼電器的啟動(dòng)電壓不宜低于50%直流額定電壓，以防止繼電器線圈正電源側(cè)接地時(shí)因直流回路過(guò)大的電容放電引起的誤動(dòng)作；但也不應(yīng)過(guò)高，以保證直流電源降低時(shí)的可靠動(dòng)作和正常情況下的快速動(dòng)作。以上6個(gè)問(wèn)題是繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)工作中遇到的，問(wèn)題的分析可能不夠詳細(xì)和徹底。希望大家能夠批評(píng)指正相互提高，解決更多的繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題，為我們的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行而努力。

[1]武成龍.配電系統(tǒng)繼電保護(hù)存在的問(wèn)題及對(duì)策研究[J].中小企業(yè)管理與科技,2009(6).

[2]馮海東,陳奕琴.談繼電保護(hù)故障處理的九種方法[J].廣東科技,2008.

[3]谷水清.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:電力工程出版社.