摘 要:在電力系統(tǒng)中,電氣線路把各種電氣設備緊密的聯(lián)系在一起。通常,電氣故障的發(fā)生一般是因為它的運行環(huán)境復雜、覆蓋范圍大或者因為人工操作失誤,這些故障時不可避免的。因此,在低壓配網中,要仔細烤爐上下級之間的繼電保護的配合條件。當發(fā)生非選擇性動作的時候,一般是因為選配不當,這會出現(xiàn)斷路器發(fā)生越級跳閘的情況。
因為生產低壓配網繼電保護的自動裝置的廠家很多,還有許多不同型號的自動裝置,所以,驗收過程中要依照規(guī)范嚴格進行,通過對繼電保護自動裝置的電源可靠性、性能及二次回路檢查來保證配電網絡安全可靠的運行。
關鍵詞:低壓配網;保護拒動;繼電保護;定值整定
中圖分類號:TM77 文獻標識碼:A 文章編號:1004-7344(2018)12-0054-02
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設置
(1)勵磁涌流屬于變壓器特有的(如圖1)。變壓器空投的時候,其中的磁通無法突變,這樣會使非周期分量磁通出現(xiàn),從而導致其中的鐵芯飽和,而勵磁電流則會快速變大。勵磁涌流的最大值能夠高達其6~8倍的額定電流,同時這也和它的容量有著密切關系,當變壓器的容量越大時,勵磁涌流的倍數(shù)就越小。非周期分量存在于勵磁涌流中,它是照一定的時間系數(shù)來衰減,其時間常數(shù)一般受變壓器容量的影響,它們的關系是容量大,時間常數(shù)越大,涌流所存在的時間也越長。
(2)線路中安裝著許多配電變壓器,當在這些線路投入的時候,該配電變壓器應該掛在線路上,在合閘的時候,由變壓器產生的勵磁涌流反復反射、疊加在線路上,由此出現(xiàn)一個電磁暫態(tài)的復雜過程,當阻抗比較小的時候,涌流可能會比較大,而時間常數(shù)也會比較大。
在二段式的電流保護中,因為要同時考慮靈敏度,就要開啟電流速斷保護,通常動作電流值會比較小,這個現(xiàn)象在阻抗大或者長線路上會尤其明顯。如果裝置的整定值小于勵磁涌流的值,那么就會啟動保護誤動。當阻抗大、變壓器容量小、數(shù)量少的時候這種情況并不會很突出,因此很容易忽視,但是只要容量增大或者個數(shù)增多的時候就會被發(fā)現(xiàn)。
1.2 防止涌流引起的誤動的方法
具有許多二次諧波是勵磁涌流的一個很明顯的特征,利用這個特征,主變主保護利用這個來阻止因為勵磁涌流而引起的誤動作,若想把這個使用在10kV的線路保護時,需要改造保護裝置,裝置的復雜性會大大增加,它的實用性也會因此而降低。勵磁涌流會隨時間的延長而逐漸減少,開始的時候涌流很大,經過一段時間以后,會衰減為零,電流流過保護裝置的被稱為線路負荷電流,根據(jù)這個特征,把短時間延時加入到電流速斷保護中,可以避免因為勵磁涌流而產生的誤動作,這個方法的優(yōu)點在于可以不對保護裝置進行改造或者只是簡單改造,即使這樣會增大發(fā)生故障的幾率,對故障時間來說也會增加,但是對于一些類似10kV的系統(tǒng)來說,他們對于穩(wěn)定運行的影響會比較小,所以可以適用。為了能夠可靠的避開勵磁涌流,也需要把延時加入到保護裝置內的加速回路中去。根據(jù)多組數(shù)據(jù)的分析,一般可以在10kV的線路中加入0.15~0.2s的時限,這些數(shù)據(jù)表明,這種運行方式比較安全,同時還能較好的避開因勵磁涌流而產生的誤動作。
2 TA飽和問題
2.1 TA飽和與保護的關系
10kV線路的出口處,短路電流比較小,尤其是位于農網內的變電所,因為它們離電源很遠,所以它們的阻抗比較大。在同一條線路中,短路電流的大小會因為系統(tǒng)的運行方式和規(guī)模的不同而有差異。若系統(tǒng)的規(guī)模擴大,則短路電流也會變大,有時會達到幾百倍的TA額定電流,線路中原有的一些能夠正常使用的裝置可能會達到飽和;若發(fā)生短路故障,這個故障是暫態(tài)過程,其中的短路電流內有許多非周期分量,這又促進了TA的飽和。當線路發(fā)生短路的時候,因為TA已經飽和,這會使被第二次感應到的電流變得很小或者趨近于零,引發(fā)保護裝置的拒動,該故障需要用主變后備保護同母聯(lián)斷路器來切斷,這會使故障時間被延長,擴大故障發(fā)生的范圍,降低供電的可靠性,然后威脅設備的可靠運行。
2.2 避免TA飽和的辦法
(1)TA飽和的意義就是TA鐵芯內的磁通發(fā)生飽和,且磁通密度正比于感應電勢,所以,當TA的二次負載的阻抗比較大的時候,電流相同的情況下,感應電勢就會增大,又或者在負載阻抗相同的情況下,二次電流就會增大,它的感應電勢就會增大,在這兩種情況下,鐵芯內的磁通密度就會增大,當它增大到某一數(shù)值的時候,TA就達到飽和。在TA過度飽和的時候,一次電流全部轉化成勵磁電流,而二次側感應電流就會變成零,導致流經繼電器的電流變成零,引發(fā)保護裝置的拒動。
(2)在避免TA的飽和時有兩個方法可以進行,一個是在對TA進行選擇的時候,變比不可以選擇得過小,必須要考慮在線路短路的時候TA能否飽和的問題,通常,10kV的線路保護變比盡量選擇大于300/5。在另一個方法,對于TA的二次負載阻抗最好要減少一點,最好能夠避開同計量和保護共同使用TA,對二次電纜的截面要加大同時還要縮短電纜長度;至于自動化變電所,10kV線路要盡量選擇集測控保護于一身的產品,同時要于控制屏上安裝,只有這樣才能最大程地降低二次回路阻抗,阻止TA的飽和。
3 所用變保護
3.1 所用變保護存在的問題
(1)所用變是一類較為特殊的裝備,它具有較高的可靠性,較小的容量,同時還有很特殊的安裝位置,大多數(shù)情況下它都安裝在10kV的母線上,短路電流基本和它的高壓側短路電流一樣,甚至可以達到十多個千安,在低壓側出口的短路電流也會比較大。以前,大家一般不會對變保護的可靠性有較高的重視,但是這會對整個系統(tǒng)的運行安全產生較大的威脅。
(2)在以前的使用中,變保護多使用熔斷器保護,雖然它的安全性和可靠性比較高,但是隨著容量的增大和所要求的綜合自動化,這種做法現(xiàn)在已經不能再滿足使用要求。目前正在改造或者新建的變電所或者綜合自動化所,大多數(shù)已經配置了變開關柜,這種保護裝置和10kV的線路比較相似,但是人們經常會忽視具有保護作用的TA的飽和問題。因為所用變容量比較小,它的一次額定電流較小,但是為了保護計量所以會共用TA,為了保證它的準確性,在設計的時候會選擇比較小的TA變比,甚至有些地方會使用10/5。但是如果按照上述做法,在所用變發(fā)生故障的時候,TA會過度飽和,二次回路電流接近為零,會讓所用變的保護裝置拒動。若高壓側發(fā)生故障,它的短路電流已經足夠使主變后備保護或者母聯(lián)保護動作而把故障斷開;若故障發(fā)生在低壓側,它的短路電流可能不會達到主變后備保護或者母聯(lián)保護啟動所需要達到的數(shù)值,因此不能及時把故障切除,最終會使變電所的正常運行遭到破壞。
3.2 解決方法
想要把所用變保護拒動問題解決,就要配置合理的保護人手,通過對所用變在發(fā)生故障時的飽和問題的考慮來選擇TA的型號,當然,用來保護的TA一定要和計量用的TA分開,高壓側上安裝保護用的TA,來對所用變進行保護,低壓側上安裝計量用的TA,來增大計量精度。定制整定上,根據(jù)所用變低壓出口短路對電流速斷保護進行整定,而過負荷保護需要根據(jù)所用變的容量來整定。
4 結束語
電力系統(tǒng)安全運行,服務于配電網,若配電網不能安全運行,定然會對正常的用戶供電造成影響,目前配電網的設備都比較先進,利用有效的手段進行監(jiān)測,使用合理的方法進行檢查,用安全可靠的技術來支持,只有保證配電網的繼電保護的自動裝置具有良好的完好性,才能為正常輸電提供良好的保證。
參考文獻
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收稿日期:2018-3-21