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        繼電保護(hù)裝置定檢小程序的開發(fā)與應(yīng)用

        2022-02-06 07:17:48廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局李杏宇
        電力設(shè)備管理 2022年23期

        廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局 李杏宇

        1 變電站常見的主變保護(hù)配置

        主變是變電站的重要元件,主變保護(hù)裝置是重要的保護(hù)裝置,為確保電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行,其應(yīng)具備區(qū)內(nèi)故障時(shí)可靠跳閘切除故障、區(qū)外故障時(shí)不誤動(dòng)的作用。主變保護(hù)通常分為非電量保護(hù)、高后備保護(hù)、低后備保護(hù)及差動(dòng)保護(hù)。根據(jù)要求,為確保主變保護(hù)可靠動(dòng)作,220kV變電站的主變應(yīng)配置主一和主二保護(hù),同時(shí)主一保護(hù)和主二保護(hù)裝置應(yīng)來自不同廠家[1]。

        在主變保護(hù)中差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)。因?yàn)閷?shí)際系統(tǒng)多是采用Yd11聯(lián)結(jié)方式的三相變壓器或三個(gè)單相變壓器組成的變壓器組,所以需對電流相位進(jìn)行修正才可使系統(tǒng)無故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)差流為0。變壓器各側(cè)CT二次電流相位由軟件調(diào)整,不同廠家的差動(dòng)保護(hù)邏輯略有不同。以南瑞繼保PCS-978主變保護(hù)裝置為代表的廠家多采用Δ->Y變化調(diào)整差流平衡,以Y側(cè)電流相位為基準(zhǔn),用d側(cè)電流進(jìn)行移相[2]。其 原 理 如 下。Y0側(cè):IAH=(IA-I0)、IBH=(IB-I0)、ICH=(IC-I0);Δ側(cè):IaL=(Ia-Ic)/式中:Ia、Ib、Ic為Δ側(cè)二次電流,IaL、IbL、IcL為Δ側(cè)校正后各相電流,IA、IB、IC為Y0側(cè)二次電流,IAH、IBH、ICH為Y0側(cè)校正后各相電流。

        以長園深瑞PRS-778主變保護(hù)裝置為代表的廠家多采用Y→Δ變化調(diào)整差流平衡,以d側(cè)電流相位為基準(zhǔn),用Y側(cè)電流進(jìn)行移相[3]。其原理如下。Y0側(cè)式中:Ia、Ib、Ic為Δ側(cè)二次電流,IaL、IbL、IcL為Δ側(cè)校正后各相電流,IA、IB、IC為Y0側(cè)二次電流,IAH、IBH、ICH為Y0側(cè)校正后各相電流。

        2 變電站主變差動(dòng)保護(hù)裝置的檢驗(yàn)

        根據(jù)南方電網(wǎng)繼電保護(hù)檢驗(yàn)規(guī)程,要求對保護(hù)裝置的邏輯功能及二次回路進(jìn)行檢驗(yàn),該項(xiàng)工作始終貫穿繼保人員的日常。由于該項(xiàng)工作繁多且重要,如何實(shí)現(xiàn)高效可靠地完成檢驗(yàn)成為關(guān)鍵。對主變差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),主要需校驗(yàn)系統(tǒng)無故障時(shí)電流平衡及系統(tǒng)發(fā)生區(qū)外故障時(shí)比率差動(dòng)保護(hù)準(zhǔn)確動(dòng)作等項(xiàng)目。對變電站主變保護(hù)裝置差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行邏輯檢驗(yàn)的具體流程如下。

        首先確保工作票及二次措施單安全措施已完成,確保電流電壓連片已打開并密封非工作側(cè),聯(lián)跳出口壓板已退出并密封,相關(guān)聯(lián)跳端子已密封;根據(jù)定值單的變壓器容量、CT變比、二次額定電壓等數(shù)值,分別計(jì)算出高壓側(cè)和低壓側(cè)額定二次電流值:式 中:Ihe為高壓側(cè)額定電流,Ile為低壓側(cè)額定電流,Sn為變壓器額定容量,U1n為高壓側(cè)額定電壓,N1為高壓側(cè)CT變比,U2n為中壓側(cè)額定電壓,N2為中壓側(cè)CT變比。

        利用繼保儀分別向保護(hù)裝置高壓側(cè)和低壓側(cè)加入電流,使兩側(cè)電流平衡。盡管不同廠家軟件調(diào)整變壓器各側(cè)CT二次電流相位的方法略有不同,但其最終都需達(dá)到系統(tǒng)無區(qū)內(nèi)故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)差流為0這一目的。所以,在高低壓各側(cè)均加入三相正序額定二次電流Ihe、Ile,且高壓側(cè)超前低壓側(cè)同相電流150°時(shí),保護(hù)裝置顯示高低壓側(cè)差流應(yīng)為0。

        值得注意的是,不同廠家調(diào)整變壓器各側(cè)CT二次電流相位的方法略有不同,導(dǎo)致如要求“試驗(yàn)加量只能從高低兩側(cè)加電流,用三相電流實(shí)現(xiàn)?!辈煌瑥S家實(shí)現(xiàn)方法不同。對于PCS978而言,由于其采用Δ->Y的方法,則應(yīng)該采用“高壓側(cè)電流是A進(jìn)B出,低壓側(cè)是a進(jìn)n出”的加量方式來校驗(yàn)平衡。此時(shí)保護(hù)裝置高壓側(cè)原始采樣二次電流為IA=1Ihe∠0、IB=1Ihe∠180、IC=0;低壓側(cè)原始采樣二次電流為Ia=經(jīng)過相角轉(zhuǎn)換后高壓側(cè)二次電流為IAH=1Ihe∠0、IBH=1Ihe∠180、ICH=0;經(jīng)過相角轉(zhuǎn)換后低壓側(cè)二次電流為IaL=1Ile∠180、IbL=1Ile∠0、IcL=0;高低壓側(cè)差流為0。

        對于PRS-778而言,由于其采用Y→Δ的方法,應(yīng)采用“高壓側(cè)電流是A進(jìn)N出,低壓側(cè)是a進(jìn)c出”的加量方式來校驗(yàn)平衡。此時(shí)保護(hù)裝置高壓側(cè)原始采樣二次電流為IA=√3Ihe∠0、IB=0、IC=0;經(jīng)過相角轉(zhuǎn)換后高壓側(cè)二次電流為IAH=1Ihe∠0、IBH=0、ICH=1Ihe∠180;低壓側(cè)原始采樣二次電流為Ia=1Ile∠180、Ib=0、Ic=1Ile∠0;經(jīng)過相角轉(zhuǎn)換后低壓側(cè)二次電流為IaL=1Ile∠180、IbL=0、IcL=1Ile∠0;高低壓側(cè)差流為0。

        圖1 PCS978用三相電流實(shí)現(xiàn)高低壓側(cè)電流平衡

        如采用高壓側(cè)和低壓側(cè)都加入三相正序電流的方法,固定低壓側(cè)電流為1Ile,逐漸增大高壓側(cè)電流,當(dāng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)記錄下第一次保護(hù)動(dòng)作時(shí)的高低壓側(cè)電流值。改變低壓側(cè)電流為2Ile并固定,再次逐漸增大高壓側(cè)電流,當(dāng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)記錄下第二次保護(hù)動(dòng)作時(shí)的高低壓側(cè)電流值。根據(jù)額定電流對兩個(gè)值折算后可計(jì)算出制動(dòng)電流及差動(dòng)電流,進(jìn)而計(jì)算出比率制動(dòng)系數(shù)k值是否符合要求。需注意,取點(diǎn)時(shí)需相關(guān)的點(diǎn)落在相關(guān)曲線上,如采用僅用一組三相電流就實(shí)現(xiàn)高低壓側(cè)電流平衡法需注意折算:k=(Id1-Id2)/(Ir1-Ir2),式中:Id為差動(dòng)電流、Ir為制動(dòng)電流、k為比率制動(dòng)系數(shù)。

        3 繼電保護(hù)裝置定檢小程序的開發(fā)

        繼保人員對保護(hù)裝置進(jìn)行邏輯功能檢驗(yàn)時(shí),經(jīng)常遇到如主變差動(dòng)保護(hù)邏輯檢驗(yàn)一樣需閉環(huán)動(dòng)態(tài)計(jì)算的情況,也會(huì)遇到因不同廠家保護(hù)原理不同導(dǎo)致邏輯校驗(yàn)方法不同的情況。本小程序設(shè)置了不同模塊,定檢者可根據(jù)實(shí)際情況選擇高低壓側(cè)均加三相正序電流法或僅用一組三相電流就實(shí)現(xiàn)高低壓側(cè)電流平衡法。極大減少過程計(jì)算時(shí)間,提高工作效率。同時(shí)也設(shè)置了錄波定值核查、母差定檢等模塊,幫助繼電保護(hù)工作人員更高效地完成各項(xiàng)工作。

        以PCS978模塊為例,其主要設(shè)計(jì)如下:首先輸入定值單中已知高低壓側(cè)的主變?nèi)萘?、電壓等級、CT變比等值,輸入需要求的額定電流值Ie的倍數(shù),對應(yīng)框中會(huì)顯示計(jì)算得到對應(yīng)的二次電流值的實(shí)際量,方便作業(yè)人員快速計(jì)算出Ie倍數(shù)對應(yīng)的實(shí)際電流。此外還設(shè)置“試驗(yàn)一”、“試驗(yàn)二”、“試驗(yàn)三”、“預(yù)測”,直觀明了,可根據(jù)提示加量試驗(yàn)。其中“試驗(yàn)一”用于校驗(yàn)額定值的計(jì)算正確性,試驗(yàn)一時(shí)高低壓側(cè)差流應(yīng)該為0,“試驗(yàn)二”用于記錄保護(hù)動(dòng)作曲線上第一個(gè)點(diǎn)的數(shù)值,“試驗(yàn)三”用于記錄保護(hù)動(dòng)作曲線第二個(gè)點(diǎn)的數(shù)值,“預(yù)測”用于已知比率系數(shù)k和“試驗(yàn)二”的第一個(gè)點(diǎn)時(shí)、預(yù)測“試驗(yàn)三”應(yīng)輸入什么值保護(hù)會(huì)動(dòng)作,避免“試驗(yàn)三”盲目加量。最后根據(jù)“試驗(yàn)二”和“試驗(yàn)三”,小程序會(huì)自動(dòng)計(jì)算出兩次差動(dòng)電流、制動(dòng)電流及比率差動(dòng)系數(shù)的檢驗(yàn)結(jié)果,對比定值單已知比率差動(dòng)系數(shù),可確定試驗(yàn)結(jié)果和定值單的值是否一致。

        相比傳統(tǒng)繼保儀計(jì)算界面而言,本小程序可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的閉環(huán)計(jì)算,即可實(shí)時(shí)輸入試驗(yàn)反饋的結(jié)果計(jì)算出實(shí)際值,與理論值比較,實(shí)現(xiàn)一鍵掌上計(jì)算輔助檢驗(yàn)。該微信小程序不拘泥應(yīng)用于任何形式的繼保儀,只要小程序在手,主變差動(dòng)比率制動(dòng)系數(shù)等復(fù)雜檢驗(yàn)無憂。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化辦公、方便快捷,提高工作效率,為電網(wǎng)安全運(yùn)行保駕護(hù)航。同時(shí),這只是一個(gè)方便定檢者計(jì)算的小程序,不存在泄密風(fēng)險(xiǎn)。但又由于針對檢驗(yàn)需求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì),增加可視化接線圖,使產(chǎn)品不只是一個(gè)籠統(tǒng)的計(jì)算器,新手亦可根據(jù)小程序提示輕易完成定檢工作。

        目前,該產(chǎn)品已經(jīng)在500kV主變定檢、220kV主變定檢中得到應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用表明,小程序在保證準(zhǔn)確率的同時(shí),將主變差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)系數(shù)校驗(yàn)效率提高了10倍,具有較大的應(yīng)用前景及拓展功能。本產(chǎn)品應(yīng)用前景廣,不僅適合復(fù)雜且重要的檢驗(yàn),也適用于其它需要進(jìn)行計(jì)算的工作,具有很好的拓展性,具有巨大的價(jià)值?;谖⑿牌脚_(tái)開發(fā),只需一個(gè)二維碼就可快速傳播,推廣成本低、推廣速度快,可直接推廣至所有繼保自動(dòng)化班組。

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