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(深圳供电局有限公司, 广东深圳 518000)
摘要 随着电力系统的不断发展,系统的容量越来越大,输电电压升高,使得系统的时间常数变大,从而故障的暂态特性时间延长,而主保护对时间的要求越来越快,主保护的动作行为是在暂态过程中完成,因此对CT的暂态特性要求越来越高。本文分析了一起因CT饱和引起的保护异常动作事件,并根据分析过程中发现的问题,提出了更换CT、更换保护、两组相同组别CT串联使用等改进措施。
关键词:CT饱和;线路差动保护;母差保护
1 110kV花厦线故障跳闸事件分析
1.1事件经过
2016年11月20日09点32分41秒,110kV花厦线发生C相接地故障,110kV岗厦侧110kV花厦线零序过流I段、电流差动、距离I段、零序过流II段,距离II段动作跳开花厦线开关。
1.2保护动作情况分析
1.2.1花厦线动作情况分析
110kV花厦线发生故障后,110kV岗厦站侧保护测得C相故障电流为48.48A,保护动作跳开110kV花厦线开关,一次动作电流为7.2kA(二次折算,变比750/5),流过220kV中航站#3主变变中中性点一次故障电流为12.1kA(20.24A*600)。
结合110kV岗厦站110kV花厦线保护录波图可以发现,故障发生时C相电流波形严重失真,从开始采样大概5个点(每个周波24个点,线性传变区约4.1ms)之后出现非线性传变,且过零点提前,可判断为CT饱和典型特征。根据南瑞继保厂家答复,RCS-943保護装置小CT在二次电流小于100A时(按一次电流折算,本次二次故障电流约81A),装置小CT可正常传变,可确定是110kV花厦线CT饱和。
1.2.2岗厦站110kV母线差流电流分析
正常运行时#2主变变高一次负荷电流大约为60A,相对于故障电流可忽略不计。此处分析110kV岗厦站110kV 2M母线差动电流可只考虑110kV面厦II线及110kV花厦线故障电流作为分支电流。
母线差动保护动作条件为:
即Id>KId
公式中K值为比例系数。
图表2中,Id与Ir为110kV花厦线Ic与110kV面厦II线Ic作为分支计算出的2M差流与制动电流。为方便观察,取K1为比例系数K减去0.5后的值。
从图表2中可以看出,故障期间制动系数K值大于0.5(南瑞继保母差保护小差低值0.5,大差低值0.3)共出现三次,其中持续时间最长一次为8ms(图中光标之间时差),差流能满足差动保护动作条件,且持续时间在差动保护动作范围附近。
虽然差流满足条件,但母线差动保护配置有同步识别法(长源深瑞)、自适应阻抗加权抗TA饱和法(南瑞继保)等抗TA饱和方法,在暂态条件下,区外故障时,只要CT传变存在3ms(本次故障约4.1ms)以上的线性传变区,差动保护即能够可靠不动作。值得注意的是,以上抗CT饱和方法闭锁母差保护周期为每个半周波,当故障由区外转区内时,母差保护能可靠动作。
1.2.3区外故障时110kV花厦线保护误动风险分析
110kV花厦线两侧开关均在合位运行时,若发生110kV花厦线区外故障,110kV花厦线将流过穿越电流,110kV岗厦站侧CT饱和,则110kV花厦线两侧将感受到较大差动电流。以本次故障穿越电流计算,二次差流有效值约能达到33A(实际二次电流81A减去饱和后岗厦侧花厦线保护感受到二次电流48A),此时两侧穿越电流类似于本次故障中110kV岗厦站110kV花厦线与110kV面厦II线(莲花山侧花厦线)电流,此时制动系数大于0.75持续时间大约为6ms,在此延时下,工频变化量差动元件可能动作。
2结论
1.区外故障时,在本次故障情况下,110kV岗厦站母差保护无误动风险(110kV岗厦站将加装母差保护);
2.区外故障时,在本次故障情况下,110kV面厦II线差动保护无误动风险 ;
3.110kV花厦线CT存在保和现象,若运行方式为花厦线两侧合位,此时发生区外故障且故障电流过大时,则110kV花厦线有误动风险。
3防范措施
1.110kV岗厦站GIS保护用CT最大变比为750/5。CT变比过小,建议酌情更换全站CT。
2.对于负荷密集、供电可性要求较高的地区,可优先考虑将RCS系列保护逐步更换为PCS系列保护。
3.现场检查尚有保护用CT备用组别,可将该备用组别与现有组别串联使用,将CT拐点电动势增加一倍,提高CT抗饱和能力。
4结语
CT暂态特性问题越来越受到关注和重视,除本文中提及的通过合理的选择一次CT、选择具备抗饱和逻辑的保护、将两组相同的CT绕组串联使用外,现实生产中,还可根据实际情况,以减小二次负载、选用TP级暂态特性更优的互感器等手段来解决CT饱和问题。 如何更好地消除CT饱和带来的系统风险,是需要我们根据生产实际、科学调研去持续改进的一个重要课题。
参考文献
[1]电网调度自动化厂站端调试检修 国家电网公司人力资源部组编 中国电力出版社. 2010.12
作者简介:
王勋江,男,1988年出生,双学位学士,工程师,南方电网技能专家。
郝越,男,1987年出生,双学位学士,工程师,深圳供电局巡维中心安全监督员。
王其林,男,1978年出生,硕士研究生,高级工程师,南方电网特级技能专家。
冯宗建,男,1985年出生,高级工程师,南方电网技能专家。
摘要 随着电力系统的不断发展,系统的容量越来越大,输电电压升高,使得系统的时间常数变大,从而故障的暂态特性时间延长,而主保护对时间的要求越来越快,主保护的动作行为是在暂态过程中完成,因此对CT的暂态特性要求越来越高。本文分析了一起因CT饱和引起的保护异常动作事件,并根据分析过程中发现的问题,提出了更换CT、更换保护、两组相同组别CT串联使用等改进措施。
关键词:CT饱和;线路差动保护;母差保护
1 110kV花厦线故障跳闸事件分析
1.1事件经过
2016年11月20日09点32分41秒,110kV花厦线发生C相接地故障,110kV岗厦侧110kV花厦线零序过流I段、电流差动、距离I段、零序过流II段,距离II段动作跳开花厦线开关。
1.2保护动作情况分析
1.2.1花厦线动作情况分析
110kV花厦线发生故障后,110kV岗厦站侧保护测得C相故障电流为48.48A,保护动作跳开110kV花厦线开关,一次动作电流为7.2kA(二次折算,变比750/5),流过220kV中航站#3主变变中中性点一次故障电流为12.1kA(20.24A*600)。
结合110kV岗厦站110kV花厦线保护录波图可以发现,故障发生时C相电流波形严重失真,从开始采样大概5个点(每个周波24个点,线性传变区约4.1ms)之后出现非线性传变,且过零点提前,可判断为CT饱和典型特征。根据南瑞继保厂家答复,RCS-943保護装置小CT在二次电流小于100A时(按一次电流折算,本次二次故障电流约81A),装置小CT可正常传变,可确定是110kV花厦线CT饱和。
1.2.2岗厦站110kV母线差流电流分析
正常运行时#2主变变高一次负荷电流大约为60A,相对于故障电流可忽略不计。此处分析110kV岗厦站110kV 2M母线差动电流可只考虑110kV面厦II线及110kV花厦线故障电流作为分支电流。
母线差动保护动作条件为:
即Id>KId
公式中K值为比例系数。
图表2中,Id与Ir为110kV花厦线Ic与110kV面厦II线Ic作为分支计算出的2M差流与制动电流。为方便观察,取K1为比例系数K减去0.5后的值。
从图表2中可以看出,故障期间制动系数K值大于0.5(南瑞继保母差保护小差低值0.5,大差低值0.3)共出现三次,其中持续时间最长一次为8ms(图中光标之间时差),差流能满足差动保护动作条件,且持续时间在差动保护动作范围附近。
虽然差流满足条件,但母线差动保护配置有同步识别法(长源深瑞)、自适应阻抗加权抗TA饱和法(南瑞继保)等抗TA饱和方法,在暂态条件下,区外故障时,只要CT传变存在3ms(本次故障约4.1ms)以上的线性传变区,差动保护即能够可靠不动作。值得注意的是,以上抗CT饱和方法闭锁母差保护周期为每个半周波,当故障由区外转区内时,母差保护能可靠动作。
1.2.3区外故障时110kV花厦线保护误动风险分析
110kV花厦线两侧开关均在合位运行时,若发生110kV花厦线区外故障,110kV花厦线将流过穿越电流,110kV岗厦站侧CT饱和,则110kV花厦线两侧将感受到较大差动电流。以本次故障穿越电流计算,二次差流有效值约能达到33A(实际二次电流81A减去饱和后岗厦侧花厦线保护感受到二次电流48A),此时两侧穿越电流类似于本次故障中110kV岗厦站110kV花厦线与110kV面厦II线(莲花山侧花厦线)电流,此时制动系数大于0.75持续时间大约为6ms,在此延时下,工频变化量差动元件可能动作。
2结论
1.区外故障时,在本次故障情况下,110kV岗厦站母差保护无误动风险(110kV岗厦站将加装母差保护);
2.区外故障时,在本次故障情况下,110kV面厦II线差动保护无误动风险 ;
3.110kV花厦线CT存在保和现象,若运行方式为花厦线两侧合位,此时发生区外故障且故障电流过大时,则110kV花厦线有误动风险。
3防范措施
1.110kV岗厦站GIS保护用CT最大变比为750/5。CT变比过小,建议酌情更换全站CT。
2.对于负荷密集、供电可性要求较高的地区,可优先考虑将RCS系列保护逐步更换为PCS系列保护。
3.现场检查尚有保护用CT备用组别,可将该备用组别与现有组别串联使用,将CT拐点电动势增加一倍,提高CT抗饱和能力。
4结语
CT暂态特性问题越来越受到关注和重视,除本文中提及的通过合理的选择一次CT、选择具备抗饱和逻辑的保护、将两组相同的CT绕组串联使用外,现实生产中,还可根据实际情况,以减小二次负载、选用TP级暂态特性更优的互感器等手段来解决CT饱和问题。 如何更好地消除CT饱和带来的系统风险,是需要我们根据生产实际、科学调研去持续改进的一个重要课题。
参考文献
[1]电网调度自动化厂站端调试检修 国家电网公司人力资源部组编 中国电力出版社. 2010.12
作者简介:
王勋江,男,1988年出生,双学位学士,工程师,南方电网技能专家。
郝越,男,1987年出生,双学位学士,工程师,深圳供电局巡维中心安全监督员。
王其林,男,1978年出生,硕士研究生,高级工程师,南方电网特级技能专家。
冯宗建,男,1985年出生,高级工程师,南方电网技能专家。