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【关键词】 电网调度 继电保护 运行方式 保护配合
电网调度时,选择合理的继电保护运行方式,具有十分重要的意义。进行合理正确的继电保护整定计算及接线图拟定,一方面可以电网的安全运行及供电的可靠性;另一方面,还可以减小或是防止电网事故的发生。所以,电网生产管理部门比如供电局及电业管理局等,进行电网调度时,都会依据电力系统的运行情况,进行年度继电保护运行方式的整定,目的在于对目前存在的保护装置和设备进行验证,看其是否能满足电力系统继续运行的要求,并且对其运行整定值进行计算和选定,对原理接线图中可以进行修改的相关方法和措施进行讨论。进行继电保护运行方式的选择时,须注意以下几方面的问题。
1 计算运行方式的选择
对继电保护整定值进行计算和确定,保护装置的灵敏度进行校验时,所采用的运行方式称为计算运行方式。电网调度时,计算运行方式的选择关系到保护能否满足电力系统长期发展的需求,并且简单经济、合理可靠。所以,在进行计算运行方式的选择时,应当根据电网的实际情况,全面分析进行确定。一般按照以下几个基本原则。
1.1 最大运行方式
所谓最大运行方式,即指将所有的元件全部投入运行,并且将选定的中性点全部接地的运行方式。对保护运行方式的选择而言,最大的运行方式应使流过保护装置的短路电流最大,可以确定设备保护的选择性。用以下图1进行说明。对保护1来而言,最大运行方式的选择考虑系统最大,即断开L线路,并且全部投入其他线路;而对保护2来而言,最大运行方式的选择考虑系统最大,即将所有的发电机组和运行线路都全部投入。
1.2 最小运行方式
所谓最小运行方式,即指依据电力系统的最小负荷,使得投入的数量最少并且经济效益最好的发电机组、运行线路以及相关接地点的运行方式,也可以是配合检修计划的运行方式。最小运行方式选择时,应可以在最不利情况下,仍保证重要负荷的持续供电。对保护运行方式的选择而言,最小的运行方式应使流过保护装置的短路电流最小,可以用来确定设备的灵敏性。
1.3 正常运行方式
所谓正常运行方式,即依据电力系统运行时的正常负荷,确定应当断开和投入的线路和元件。电力系统备用容量不足时,正常运行方式就是最大运行方式。
1.4 事故运行方式
在电力系统发生事故时,有可能出现不常见的运行方式。例如,最大运行方式下,可以断开发电机或变压器等,或断开电源两侧的线路等。故障运行方式下系统的运行需视实际情况而定。
2 保护装置的相互配合
电网调度工作中,进行继电保护装置的选择时,使得保护装置合理相互配合十分重要。继电保护的四个基本要求是选择性、速动性、可靠性和灵敏性。保护装置的配合主要指动作参数与动作时限的合理配合,即速动性和灵敏性合理配合。灵敏度配合是指保护范围的配合,即电力系统中有故障发生时,距离故障点最近的保护装置应具有最高的灵敏度。而动作时限的配合,指的是本线路保护的时限比与之配合的相邻线路保护的动作时限大,并且留有一定的裕度。以下举例说明几种保护的配合。
2.1 长线路与短线路保护的配合
如图2所示,两条线路保护l与保护2相配合,一般而言,动作参数整定时保护l电流Ⅱ段与保护2电流Ⅰ段配合,即(K代表可靠系数)。但是,实际中,由于要比长很多,即的阻抗要远远大于的阻抗。于是,线路的保护2电流Ⅰ段的短路电流与线路末端短路时的短路电流相差不大。因此,用一般方式整定不能满足灵敏度的要求,需使保护l电流Ⅱ段与保护2的电流Ⅱ段配合,使得动作时限增加一个时间阶梯,即从0.5S增加至1S。
2.2 短线路与长线路保护的配合
如图3所示,同理,两条线路保护l与保护2相配合,保护l电流Ⅱ段应与保护2电流Ⅰ段配合。实际中,由于要比短很多,即的阻抗要远远大于的阻抗。于是,线路的保护2电流Ⅰ段的短路电流与线路末端短路时的短路电流相差很大。配合虽然灵敏度很高,但也不符合实际需求。在这种情况下,保护1的电流Ⅱ段可根据保证末端短路时的灵敏性来整定。
2.3 双回线与单回线保护的配合
双回线路的主保护为电流平衡保护或纵差动保护。它们一般无需与相邻线路或元件的保护配合。双回平行线路的后备保护为过电流保护,需要考虑配合相邻线路元件保护的问题,方法如下:
(1)若过电流保护接线方式为和电流接线,整定时按照双回线路,灵敏度校验时按照断开一回线路。
(2)若过电流保护安装于不同线路上,整定时按照单回线路,灵敏度校验时按照双回线路。
如下图4所示,保护l、2与保护5相互配合,保护3、4与保护7相互配合。
2.4 单回线与双回线保护的配合
如上图4中,线路的保护与线路、配合时,应考虑保护6的电流Ⅱ段配合双回线、动作区的末端短路。若如此配合无法满足灵敏度要求,则可延长动作时限,配合后备保护。
3 电网结构与继电保护的关系
电网结构对继电保护的运行方式影响很大,实际工作中,一般按照以下几个原则:
(1)单电源辐射型线路采用简单的电流保护;
(2)双回路平行线采用纵差动保护,可快速切除全线故障;
(3)线路较短的单回主干线路采用复杂、投资大的纵联差动保护;
(4)小容量发电机组接人电网时,可先解列装置从而实现简单保护;
(5)单回线或双回平行线带分支时,一般采用现代保护配合重合闸。
4 结语
本文阐述了电网进行调度工作时,选择继电保护运行方式的一些原则和方法。在此基础上,在满足电力系统运行的前提下,应尽量采取较简单的装置和设备,当其不能满足系统要求时才采用复杂设备。电力系统运行经验表明,采用的保护装置越简单,调试也会简单,可靠性更高。
参考文献:
[1]山东工学院编写组.电力系统继电保护[M].北京:电力出版社,1981.
[2]尤文,白文峰,王玉华等.继电保护原理[M].长春:雅园出版公司,1999.
[3]天滓大学编写组.电力系统继电保护[M].天滓:水利水电出版社,1984.
关键词:继电保护 仿真程序 设计构想
一、继电保护整定计算程序现状
随着电力系统的发展,电网规模越来越大,结构也越来越复杂,继电保护整定计算的工作量也越来越大,而且整定计算的定值无法通过实际故障的情况,来验证其选择性和灵敏度。整定计算程序只能校验保护定值对本线的灵敏度,不能计算保护定值的远后的保护范围。另外,对于新设备的投产,整定计算不可能进行整个电网的保护整定计算,而只能进行局部电网的保护定值整定计算,因此,日积月累在整个电网保护定值配合上,可能会出现偏差,造成保护定值之间的不配合而使保护误动。一般的整定计算的工作,简单的流程图如下:
往往审核人的审核只对计算结果进行审核,在运行方式上的考虑及配合是否合理还不能验证,而且校验工作也不是很直观。因此,开发研制继电保护仿真程序是非常必要的,也将是非常实用的。
有了继电保护仿真程序,将有助于继电保护的定值的校验,防止运行中的继电保护定值的失配及灵敏度不足等问题。继电保护仿真程序具有模拟电网各种故障(包括复故障)的功能,以校验保护定值的正确性与否,增加了以上环节后,保护定值整定计算工作的流程图如下:
增加了仿真程序检验计算步骤,也就增加了一道防线,能对保护定值进行进一步的校验,而且很直观,能有效地防止保护定值的误整定。
二、继电保护仿真系统的组成
继电保护仿真程序就是利用计算机程序模拟电力系统各种故障,用故障量来检测保护的动作行为,并能输出各站的保护动作情况。其主要由程序和数据库两部分组成。
(一)数据库主要有:
1、电网一次系统图:
包括所有整定范围的一次电网结构图,应标有断路器状态,断路器在断开位置和合闸位置应有明显区别,以提醒计算人员有关保护动作跳闸情况。
2、继电保护定值库
a、元件参数:电网元件参数数据是用来模拟故障计算时依据,必须是电网运行元件的实测参数。
b、继电保护定值库:与在电网中运行的实际定值一致,包括各种保护的定值。
(二)程序部分
程序主要包括下面几个部分:模拟故障计算、保护动作行为的判断和报告输出等。
1、模拟故障计算程序:
模拟故障计算程序是仿真系统的核心,它应能够模拟各种故障类型,并对各厂、变每条线的保护的各种测量值进行计算,如相电压、相电流、相间阻抗、接地阻抗、零序电流、负序电流等。
2、保护动作行为的判断
根据程序的计算结果,与继电保护定值比较,来判断继电保护的动作行为。对各种保护分别进行判断。对于阻抗、电压和电流等保护的判断,直接用测量值与定值进行比较,比较的顺序是,从一段开始,如果在一段范围内,则输出保护动作,不再进行下一段的比较;如果一段不动,再与二段定值比较,以此类推。纵联保护的动作与否,要看对侧高频测量元件是否动作,如果也动作,则输出高频保护动作,否则,判断为未动作。而分相电流差动保护还应与线路对侧矢量电流相加再与定值进行比较。
3、输出报告
比较完毕后,输出保护动作情况报告,并在电网一次结线图上标明保护动作情况。
输出报告中保护动作情况表应有如下内容:
时间:年月日时分秒
系统运行方式:
机组运行情况,元件检修情况,
故障情况:
故障地点,故障类型,相别,
故障量:UA,UB,UC,3U0,IA,IB,IC,3I0。。。
保护动作:
变电站名,线路名,测量值,保护定值,动作时间,灵敏度。。。
。。。。。。
从报告中可以清楚地看到保护的动作的详细情况。
三、继电保护仿真程序的使用举例
仿真程序的运行过程如下:
继电保护仿真程序的主要用途有:保护定值的校验、事故分析和事故预想。
(一)
电网运行中继电保护定值的校验
以简单的电网为例,如图四所示:
各厂站都装有高频、距离和零序电流保护。
1、相间距离保护定值的校验。
A、在CD线出口10%处模拟两相短路,保护的动作行为应是:两侧的纵联保护应动作,CD线C侧距离保护一段应动作,D侧距离保护一段不应动作,距离二段保护应动作。BD线B侧距离二段不应动作,DE线E侧距离二段不应动作。
B、在CD线上25%处模拟两相短路,保护的动作行为应是:两侧的纵联保护应动作,CD线两侧距离保护一段应动作。BD线B侧距离二段不应动作,DE线E侧距离二段不应动作。
可在系统的任意一点模拟故障,来考验保护的动作行为。
2、接地距离保护。接地距离保护的检验方法与相间距离保护的校验方法基本相同。
3、零序电流保护的校验方法。
A、非全相振荡情况,只校验零不灵敏一段保护定值,不应有零不灵敏一段保护动作。
B、其它校验方法与相间距离保护校验方法基本相同。
2、事故中继电保护装置动作行为的分析
如果在电网故障中,保护装置有不正确动作行为,首先要根据当时的系统实际运行方式,可在寻找到的故障点处模拟相同的故障类型,来计算相关变电站和发电厂的电压、电流及阻抗等值,观察保护的动作情况,分析故障中的保护装置的动作行为。并与录波结果进一步进行核实,以保证与当时的实际情况相符,从而验证了保护装置动作的正确与否。
利用仿真程序分析电网事故,可以大大提高工作效率和工作质量,为继电保护工作提供了先进的管理手段。
3、调度员做事故预想
继电保护仿真程序,还可以为调度员做事故预想方案提供方便。调度员可根据事故的预想方案,利用仿真程序在相应的故障点处模拟故障,来观察保护装置的动作情况,做为事故预想的根据,使事故预想的方案更符合实际。
4、临时方式保护定值的校验
在电网运行中,会出现很多难以预料的运行方式,这些运行方式在保护整定计算中,是没有考虑的,也是无法预料的。利用继电保护仿真程序,可以很方便校验临时方式各种保护的灵敏度,对于紧急情况或电网事故做出正确的处理。另外,利用仿真程序还可以校验保护二、三段定值的远后备保护范围、高频保护测量元件的实际保护范围等等。
关键词:配电系统;继电保护;整定计算
1.继电保护的概念
当电气元件发生故障和不正常运行状态时,该装置能迅速作用于断路器,切断故障元件的供电,或向工作人员发出信号以及时处理。继电保护整定计算是电力系统生产运行中一项重要的工作。随着电网规模的不断扩大,电网结构日趋复杂,电力系统整定计算的工作量和复杂程度越来越大,利用计算机技术提高整定计算的工作效率和正确性越来越受到人们的重视。
2.整定计算原则
2.1需符合《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92等相关国家标准。
2.2可靠性、选择性、灵敏性、速动性应严格保障。
3.整定计算用系统运行方式
3.1按《城市电力网规划设计导则》(能源电[1993]228号)第4.7.1条和4.7.2条:为了取得合理的经济效益,城网各级电压的短路容量应该从网络的设计、电压等级、变压器的容量、阻抗的选择、运行方式等方面进行控制,使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得到配合,该导则推荐10KV短路电流宜为Ik≤16KA,为提高供电可靠性、简化保护、限制短路电流,110KV站两台变压器采用分列运行方式,高低压侧分段开关均采用备用电源自动投入。
3.2系统最大运行方式:110KV系统由一条110KV系统阻抗小的电源供电,本计算称方式1。
3.3系统最小运行方式:110KV系统由一条110KV系统阻抗大的电源供电,本计算称方式2。
3.4在无110KV系统阻抗资料的情况时,由于3~35KV系统容量与110KV系统比较相对较小,其各元件阻抗相对较大,则可认为110KV系统网络容量为无限大,对实际计算无多大影响。
3.5本计算:基准容量Sjz=100MVA,10KV基准电压Ujz=10.5KV,10KV基准电流Ijz=5.5KA。
4.10KV系统保护参数只设一套,按最大运行方式计算定值,按最小运行方式校验灵敏度(保护范围末端,灵敏度KL≥1.5,速断KL≥2,近后备KL≥1.25,远后备保护KL≥1.2)。
5.短路电流计算:110KV站一台31.5MVA,10KV 4Km电缆线路(电缆每Km按0.073,架空线每Km按0.364)=0.073×4=0.29
10KV开关站1000KVA:(至用户变电所电缆长度只有数十米至数百米,其阻抗小,可忽略不计)。
6.整定计算
6.1开关站出线(10DL):当变压器采用过电流而不采用差动保护时,其电源线路较短时,采用线路--变压器组保护装置(即线路与受电变压器保护共用)。
A. 速断动作电流:躲过变压器低压侧最大三相短路电流:t=0S
灵敏度校验:
B.过流保护动作电流:躲过可能出现的过负荷电流,如干变按Kgh=1.5,如大的风机、水泵等启动电流,按实际换算到10KV侧电流,Kgh可能为1.2、1.3等,微机保护按厂家提供资料,返回系数Kh=0.95,t=0.3S
灵敏度校验:
如灵敏度不够,改为低电压闭锁的过电流保护,电流元件按躲开变压器的额定电流整定,而低电压闭锁元件的起动电压则按照小于正常情况下的最低工作电压及躲过电动机自起动的条件来整定。
C.对变压器超温,瓦斯保护需跳闸者,变压器高压侧设负荷开关带分励脱扣器,作用于跳闸。
6.2开关站进线(8DL)
按规范可不设,本方案设的目的作为出线保护及其相关元件故障如电磁线圈断路而拒动时的后备保护及3~10KV母线的保护。
A.限时速断动作电流:同开关站所有出线的最大一台变压器速断保护相配合,配合系数Kph=1.1,t=0.3S
灵敏度校验:
B. 时限过流动作电流,t=0.6S
灵敏度校验:
6.3区域站10KV出线(5DL)
A.限时速断动作电流:同开关站出线(8DL)限时速断保护相配合,配合系数Kph=1.1,,t=0.4S
灵敏度校验:
B.时限过流动作电流:躲过线路过负载电流(如大电动机启动电流某些实验时的冲击电流等),t=0.7S
灵敏度校验:
6.4区域站10KV分段开关(2DL)
仅设充电保护,按躲开10KV母线充电时变压器励磁涌流,延时t=0.2S动作,充电后保护退出,t=0.2S
灵敏度校验:
6.5开关站10KV分段开关(7DL)
同2DL原则,t=0.2S
灵敏度校验:
6.6开关站出线带2台及以上变压器
A.速断动作电流:躲过中最大者,t=0S
B.时限过流动作电流:躲过线路过负载电流, t=0.3S。
6.7区域站至住宅小区供电线路
A.限时速断动作电流:同6.A原则,t=0.4S。
B.时限过流动作电流:同6.B原则,t=0.7S。
6.8区域站主变低压侧开关1DL、3DL
设过电流保护,其动作电流按躲过主变的最大负荷电流,对K-2点要求KL≥2,对K-3点要求KL≥1.2。保护为一段二时限,第一时限1.1S跳10KV分段开关,第二时限1.5S跳本侧开关。
6.9关于时间级差说明
A.对微机保护,开关站t为0.3S,对区域站为提高可靠性t为0.4S。
B.对电磁继电器保护,选精度较好的时间继电器,t在开关站,区域站t均为0.4S。
6.10为避免CT饱和,可采用保护与测量CT分开,用不同的变比,如保护用300/5A等。
6.11对10KV中性点非直接接地电力网中的单相接地故障
A.在10KV母线上,装设接地监视装置,作用于信号。PT开口三角电压继电器整定值:Udz=15V,为避免铁磁谐振,在开口三角上设一个微机型消谐器。
B.区域站、开关站10KV出线较多,设微机小电流接地信号装置,可迅速判别某出线单相接地故障。
7.自动装置设定
7.110KV架空出线重合闸:动作投入时间1S。
7.2备用电源自动投入
A.区域站10KV分段开关(2DL)自动投入时间
a.t=110KV桥开关备自投时间+0.4S;
b.t=主变高后备动作时间+0.4S;
c.取a与b的最大值。
B.各开关站10KV分段开关备自投时间=2DL备自投时间+0.4S
C.备自投动作电压
工作电源失压动作电压:25V(PT二次侧电压)
备用电源监视动作电压:70V(PT二次侧电压)
8.结束语:
六、结论
在城市电网10kV配电系统中,各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。随着电网规模的发展,为了确保10KV供电系统的正常运行,必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值。
参考文献:
[1]张玮.浅析1OkV配电系统继电保护[J].硅谷,2010,(13)
[2]刘瑞庭.分析1OkV配电系统继电保护的有关问题[J]广东科技,2010,(22)
[3]冼海炎.分析10kV配电系统继电保护的装置构成[J]广东科技,2009,(18)
关键词:发变组断路器; 失灵; 保护
1 装设断路器失灵保护的作用及重要性
随着电网的日趋复杂,电网的安全性变得越来越重要,继电保护的拒动给电网带来的危害越来越大。但在高压电网中,由于短线路的增多和电源支路的助增作用,实现后备保护方式往往有较大困难。因此,“继电保护及安全自动装置技术规程”规定:220 kV以上变电站及某些重要的110 kV变电站应装设断路器失灵保护。
目前,几乎全部220 kV线路、发变组保护均已装设了失灵保护。但对变压器保护启动失灵问题,由于以前的传统保护瓦斯出口很难与电气量出口分开等原因,“技术规程”规定一般不考虑由变压器保护启动断路器失灵保护。因此,实际运行中变压器保护目前大都没有启动失灵保护。但事实上变压器开关失灵并非不可能,内蒙古就曾出现过母线故障时,母差保护动作而变压器两相开关失灵的情况。对于220 kV变压器,如果发生内部故障时高压侧开关失灵,由于目前220kV线路远后备的灵敏度极低(尤其是相间保护),有些短线路甚至没有灵敏度,后果将是非常严重的。
2 目前断路器失灵保护的不足和需要注意的问题
2.1 线路失灵保护存在的问题
传统的断路器失灵保护都是采用能够快速复归的相电流元件作为断路器未断开的判别元件,该判别元件继电器的触点与保护触点配合分别构成单相跳闸和三相跳闸起动失灵回路,加装判别元件就是为了防止保护出口触点卡住不返回,或者误碰、误通电等情况时造成开关失灵保护误起动,进而使失灵保护工作更安全可靠。根据整定规程,断路器失灵保护相电流判别元件的整定原则为:
(1)躲线路的电容电流;
(2)对于220 kV以上系统,应保证在本线路末端或本变压器低压侧单相接地故障时有足够的灵敏度,灵敏系数大于1.3;
(3)尽可能躲过正常运行负荷电流。
但在实际整定过程中,由于要考虑系统运行方式和母联开关跳开后线末故障时相电流元件仍应有足够的灵敏度,因此,其定值很难躲过正常运行的负荷电流,这就导致在线路正常运行时,电流判别元件一直处于动作状态,因而,并没有起到防止误动的把关作用。
2.2 变压器、发变组启动失灵保护
由于在变压器低压侧发生内部故障时(或者发变组高压开关出现缺相运行时),装设于母差保护中只反映220 kV侧复合电压的失灵保护电压闭锁元件往往不能开放,因此变压器、发变组启动失灵保护除了要注意将瓦斯保护(或其它触点会延时返回的保护)出口和电气量出口分开外,还应注意复合电压闭锁元件的解锁问题。
3 断路器失灵保护实现方法
3.1 线路断路器失灵保护电流判别元件改进原则
断路器失灵保护的电流判别元件应满足在系统正常运行及故障线路开关断开后不应动作,同时在线末发生各种故障时有足够的灵敏度,这样才能使电流判别元件起到出口把关的作用。
实际运用中可以采取如下两种方法:
(1)用电流突变量启动元件对三个相电流元件从逻辑上进行闭锁;
(2)用电流突变量启动元件控制失灵启动电流继电器动作的正电源。
这样,系统正常运行时,由于电流突变量启动元件不动作,开关失灵电流判别元件不会动作;当系统发生故障时,电流突变量启动元件动作后展宽一个时间(大于后备保护的时间,如:7 s)开放电流判别回路。电流突变量启动元件(由正序和负序电流组成)应能保证在本线路末端发生各种故障时有足够的灵敏度,能可靠启动。按上述方法构成的失灵保护电流判别回路,在正常运行时由电流突变量元件保证其不会动作,在开关断开后由相电流元件保证其不会动作,从而提高了系统正常运行时失灵保护的安全性。
3.2 发变组、变压器失灵保护的解锁方法
(1)发变组保护
对220 kV发变组,可用“电流判别+保护出口+合闸位置继电器常开触点”相串联构成“与门”的方式解锁。“电流判别”元件可采用零序电流和相电流并联的方式(或门)构成。“保护出口”为跳高压侧开关的出口。此外,还可在解锁回路中加入压板,以备在某种特殊情况下发变组高压开关检修时,断开该解锁回路。
(2)变压器保护
方法一:
变压器失灵保护可用“电流判别+保护出口+复合电压闭锁触点”相串联构成“与门”的方式解锁,电流判别元件可采用零序电流和相电流并联的方式(或门)构成;保护出口为跳高压侧开关的出口;复合电压闭锁触点应为低压侧的复合电压触点,电压触点动作后应延时返回。电压闭锁触点中包括低压侧电压主要是防止低压侧故障时高压侧复合电压元件没有灵敏度而不能开放失灵保护。而延时返回主要是考虑如果变压器差动保护动作低压开关跳开后,低压母线的电压可能会立即恢复正常(比如变压侧低压侧有小电源或变压器低压侧并列运行),从而没有起到开放闭锁的作用。延时的时间应保证:即使是发生低压侧区内故障,差动保护或低压侧后备保护能有足够的时间启动失灵保护跳开故障变压器所在母线上的所有元件,即时间应大于:低压侧保护出口后跳低压开关与跳三侧开关的整定时之差(一般为0.3~0.5 s)加上失灵保护启动后跳开故障变压器母线上所有元件时间(一般为0.5 s),考虑留有一定的余度,一般取3 s即可。采用上述方式的好处是:保证了误传动时有电压把关,而区外故障电压开放时有“电流判别”和“保护出口”把关。该方法的优点是在高压开关三相失灵时也能解锁。此外,变压器低压开关检修时,低压母线可能失去电压,此时解锁回路中的电压闭锁将开放,因此,还可在解锁回路中串入压板,以备断开该解锁回路。
方法二:
采用与发变组保护同样的解锁方法,即:用“电流判别+保护出口+合闸位置继电器常开触点”相串联构成“与门”的方式解锁。此方法的不足是当高压开关三相失灵时,不能解锁。
变压器、发变组失灵保护的解锁,要注意只解锁与失灵元件在一条母线上的出口回路。
4 结语
随着电力系统网架结构联系越来越紧密,继电保护拒动相对其误动对电力系统的危害一般会更大。此外,随着微机保护的普遍应用,以前的一些技术难题也得到了解决。因此,为了系统的安全稳定,应该从保护的配置及原理上将防止继电保护拒动放在首位,变压器及发变组启动失灵问题应该从技术规程上予以明确。
参考文献
[1]王梅义,蒙定中,等.高压电网继电保护运行技术[M].北京:水利电力出版社,1984.
[2]国家电力公司文件(国电调[2002]138号).“关于印发《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》的通知”[Z].
【关键词】继电保护;中性点接地;小电阻;整定计算
1 中性点接地方式综述
电力系统的中性点接地方式主要有不接地、直接接地、经消弧线圈接地、经电阻接地等几种。各种不同的中性点接地方式在电网发生故障时所表现出来的故障相与非故障相的电流、电压特性是不同的。
三相交流配电网的中性点在正常运行状况下接近大地电网,一般可认为是地电位(零电位),这个中性点电网是不固定的。在中性点不接地的电网中,当三相对地电容不对称时,在正常运行情况下电网的中性点不是零电位。这时出现的中性点与大地电位差称为不对称电压。当任何一相发生接地时,中性点电位将产生位移,对大地之间出现较大的电位差,这个电位差称作位移电压。利用这一现象,将中性点通过不同方式与大地相连接,以便达到电网建设投资少、运行可靠性高的目的。
三相交流配电网中性点与大地间电气连接的方式,称为电网中性点接地方式,也可称为电网中性点运行方式。中性点采用哪种接地方式,是一个涉及面很广的技术经济问题。接地方式不同将直接影响电网的过电压值、电气设备绝缘水平、电网运行可靠性、继电保护的选择性和灵敏度,以及对通信线路的干扰等等。
2 继电保护的基本要求
继电保护在技术上要满足“四性”的要求,即可靠性、选择性、快速性和灵敏性。
(1)可靠性
继电保护装置对被保护范围内发生属于它应动作的各种故障和不正常运行状态,应保证不拒绝动作(可信赖性);在正常运行和即使发生故障但不属于它应动作的情况下,应保证无误动作(安全性)。
(2)选择性
系统发生故障时,继电保护装置应有选择地切除故障部分,使非故障部分保持继续运行。
(3)快速性
短路时快速切除故障,可以缩小故障范围、减小短路电流引起的破坏程度减少对用电单位的影响、提高电力系统的稳定。因此在可能条件下,继电保护装置应力求快速动作。
(4)灵敏性
继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行状态的反应能力要强,要求能够灵敏地感受和动作。继电保护的“四性”要求互相联系,互相制约。在考虑继电保护方案时应根据具体情况,对四个基本要求统筹兼顾,使保护方案达到最优。同时,继电保护装置在满足“四性”要求的情况下还要尽量简单。
对于中性点经电阻接地的系统,在线路发生单相接地故障时,故障电流一般在100-l000A之间。保护装置可以根据检测到的故障电流,快速切除配电系统中的接地线路,从而不易使故障点发展为两点接地故障,有利于缩短故障线路修复时间。在接地故障期间,非故障相的电压也不高于线电压。此外,这种接地方式可以将系统发生接地故障时运行设备及城市通信系统的影响限制到最小程度;中性点设备投资费用也不高;系统的事故率可大大降低,有利于整个系统安全可靠运行。对部分架空供电线路,还可以采用自动重合闸装置,以提高其对用户供电的可靠性。
3 小电阻接地系统保护的整定
3.1 出线的整定
定值要满足以下条件,一是按照过电流保护原则要保证灵敏度,二是要躲过非本线路故障时,本线路流过的最大电容电流。
(1)按躲非本线路故障时本线路的最大电容电
流值整定:
I0Ldz=KkIcL tL=0.5~2s
式中 Kk――可靠系数,取1.5~2.0;
ICL――非本线路故障时本线路的最大电容电流值。
(2)按有足够灵敏度整定
I0ldz=IgL/Klm
式中 Klm―灵敏系数,取1.5~2.0;
lgL―流过保护安装处的单相接地的最大故障电流。
其值为:IgL=IR+ IC2-ICL
式中 IR―流经中性点接地电阻的故障电流;
IC2―接地系统的接地电容电流之和;
ICL―故障线路的接地电容电流。
(3)动作时间可根据系统设备情况及运行要求来选择,一般可选:tL=0.5~2s。
考虑到单相接地故障电流值易受故障点接地电阻的影响而变化,使灵敏度降低,保护范围缩短,所以在确定整定值时可在保证选择性的基础上尽量提高灵敏度。这样可减少因接地电阻影响使保护拒动的现象。
4 结束语
通过对系统中性点接地运行方式的比较分析,论文得出了以下结论:
(1)中性点不接地运行已经越来越不适应目前城网供配电系统的发展要求;
(2)随着城网电缆数量的增多和用电负荷的增加,中性点采用经消弧线圈或经小电阻接地已成为6-10系统中性点接地运行方式的主流。
参考文献:
[l]曹振种.系统中性点接地方式解决方案[报告].北京:清华大学电机工程与应用电子技术系,2004.
[2]蒋心泽,徐永生.中性点经小电阻接地系统接地保护方案探讨[J].上海电力学院学报,1998(2).
[3]赵卫中,孙仲齐.中性点经电阻接地的技术[J].高电压技术,1996 (3).
[4]陈丽铭.经小电阻接地系统继电保护的配置及整定[J].湖北电力,2014(01).