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[摘要]重合闸过电流后加速出现误动作较多,尤其是10kV配电网中误动率较高,造成电网供电可靠率下降。文章就重合闸过电流后加速保护装置固有缺陷、正确选用、计算整定和要求进行了分析,提出了一些认识和看法,对减少重合闸过电流后加速出现误动作有一定的参考作用。
[关键词]后加速 保护 误动 探讨
0 引言
重合闸过电流后加速保护是当前电网继电保护中较常用的一个装置,然而投入运行中,在110kV以及下电网中常常出现重合闸后误动和手动合闸时误动掉闸问题,尤其是10kV配电网出现的误动率较高,影响了电网安全运行和可靠供电。
例如在秋检中,在对某变电站出线10kV 016山大线操作送电时发生手动合闸后加速保护动作,对线路查找未发现故障,线路试送仍然后加速保护动作,最后对保护装置检查、试验未发现任何问题,线路全面检查也未发现任何问题,停用后加速保护压板后,线路试送正常。后检查分析认为10kV线路最近新增配变负荷较多,这些配变又未采取停电切除装置,造成自启动电流较大所致。
再譬如某变电站一35kV线路重合时出现后加速动作掉闸,对线逐杆摸查后未发现问题,试送不成功,后来停用过电流后加速保护装置后试送电正常。调查结论是该线路上35kV变电站充击电流所致。对用户35kV变电站增加停电切除装置投入后,35kV线路重合过电流后加速保护装置投入运行,多次手动合闸未出现异常情况。
过电流后加速保护的误动事故也时有报道,给电网的安全、可靠、经济运行造成了较大影响。
1 过电流后加速保护装置的析
过电流后加速保护就是当线路发生故障时,过电流保护动作断开线路,经过重合闸整定时间后重合闸动作将线路重合闸送电,如果是瞬时性故障线路重合成功,正常运行,停电时间较短,对用户影响较小,提高了供电的可靠性,减少了经济损失。如果是永久性故障,线路重合闸送电后为减小较大的短路故障电流,对不再经过过电流保护Ⅲ段的延时时限,而是通过过电流后加速保护瞬间动作跳开线路切除故障。接线如图1所示。
任何事情都是有其两面性的,过电流后加速保护也是这样,也有两个缺陷。从图1分析可以知道,过电流后加速保护回路,是由过电流保护时间元件动合触点2SJ2与过电流后加速元件动合延时断开触点JSJ,启动断路器跳闸保护出口回路的,性质是过电流速断保护装置。就过电流速断保护的选择性而言,应躲过线路末端三相最大短路电流值,这样整定电流值就应该按过电流I段进行计算整定,实际应用中为了尽量减少故障电流对系统和线路设备的大电流冲击,采用和过电流Ⅲ段的瞬时动合触点,也就是故障电流只要达到过电流Ⅲ段的整定值后加速保护就动作跳闸。过电流保护Ⅲ段由于采用了动作时限保证了选择性,所以按躲过线路最大负荷电流值进行计算整定,动作电流较小,保护范围较大,不但是线路设备的主保护,还担任着下级设备的后备保护的职责。这样就造成过电流后加速固有的误动作缺陷,即是只要永久故障的短路电流值在过电流保护I、Ⅲ段整定值之间,重合闸后加速过电流保护就会误动作。
这种误动作一般表现在两个方面:一是线路重合闸动作时的启动电流较大,造成过电流保护元件动合触点2SJ:瞬时动作,和已经动作准备好的后加速元件动合触点JSJ,接通断路器跳闸回路掉闸,出现误动作事故。二是过电流后加速时限误整定后造成保护误动作事故。
过电流后加速元件动合触点JSJ,是和重合闸或手动合闸同时动作做好准备,当重合闸到永久故障上时,与其过电流保护元件的动合延时断开触点2SJ:动作接通跳闸回路断路器掉闸,这样就有一个过电流保护元件运作的时限,过电流后加速元件动合延时断开时限整定目的,就是确保重合闸动作重合至永久故障上时过电流后加速保护能可靠动作,一般整定为0.1s就足够了。有些人马虎,误整定为一个时限0.5s,或和过电流保护Ⅲ段动作时限一样整定。这样重合闸设备正常情况下过电流后加速动合延时断开触点JSJ。在O.5s内(或和过电流保护Ⅲ段动作时限内)一直是接通的,在此时限内,由于过电流Ⅲ段整定电流值较小,如遇高压电机启动或大负荷设备充电造成线路电流扰动,引起过电流保护Ⅲ段瞬时元件动作,就会与JSJ。接通断路器掉闸回路,造成误动作事故。
如果对重合闸过电流后加速保护延时时限认识偏差,误认为过电流后加速误动作是整定时限较短所致,就加大电流后加速整定时限,这样并不能减少过电流后加速保护的误动作率,反而会加大保护装置误动作的可能性。
2 正确地应用过电流后加速保护装置,确保电网安全,供电可靠
(1)通过上面的分析我们可以知道,重合闸过电流后加速保护装置为了防止其误动作,在计算整定过电流保护Ⅲ段定值时,应核算其躲过线路自启动电流最大值。同时当线路负荷增加时及时核算,以便防止误动事故发生。但是这样会降低保护的灵敏度,减少了保护装置的有效保护范围,如果线路感性设备容量较大,自启动时冲击电流较大,会使整定值增加较多。
(2)可单独设置过电流后加速整定元件,和过电流保护Ⅲ段分开,单独整定其定值,这样可有效地避免和过电流保护Ⅲ段相互的影响。其定值整定范围最小为过电流保护Ⅲ段定值,最大为过电流保护I段定值。可根据具体情况灵活掌握,有利于发挥出过电流后加速保护的优势,又把其误动作率降到最低。
(3)带有过电流保护I、Ⅲ段的10kV线路保护装置不宜设重合闸过电流后加速保护。
过电流后加速保护目的就是当重合闸到永久故障时动作瞬时断开故障电流。当设备故障掉闸后重合闸到永久故障上时,由于故障电流较大,过电流保护Ⅲ段动作断开设备时,如果整定时限较长,对断路器和设备的损害较大。对于10kV线路带有过电流I段保护时,当重合闸到永久故障上故障电流达到过电流I段保护定值时,过电流I段保护动作瞬时断开故障电流,这样就没有必要加装过电流后加速保护了;对于永久故障电流在过电流I段保护定值和过电流保护Ⅲ段保护定值之间时,电流值一般在1000A以下,由于10kV过电流保护Ⅲ段保护动作时限只有一个级差0.5s,时限相对较短故障电流对设备损害并不会很大,也没有必要装设过电流后加速保护装置。由于10kV过电流后加速保护误动作较多,影响较大,所以取消过电流后加速保护装置后有利于降低继电护误动率,提高供电可靠性。对只设置过电流Ⅲ段保护装置的10kV线路设备,以防过大的故障电流对电气设备的损害,应装设过电流后加速保护。
3 结论
重合闸过电流后加速保护装置既有其防止较大的故障电流对电网和设备冲击的优点,同时也有其固有的缺陷。只有正确地认识到这一点,认真分析具体情况,分析采用这种保护装置的必要性、可行性和优缺点,进行正确地选用和正确地计算整定,才能取得最佳效果,减少保护装置误动作造成的损失。防止只看其优势一面,防止错误整定带来损害。确保电网安全稳定运行。
[关键词]后加速 保护 误动 探讨
0 引言
重合闸过电流后加速保护是当前电网继电保护中较常用的一个装置,然而投入运行中,在110kV以及下电网中常常出现重合闸后误动和手动合闸时误动掉闸问题,尤其是10kV配电网出现的误动率较高,影响了电网安全运行和可靠供电。
例如在秋检中,在对某变电站出线10kV 016山大线操作送电时发生手动合闸后加速保护动作,对线路查找未发现故障,线路试送仍然后加速保护动作,最后对保护装置检查、试验未发现任何问题,线路全面检查也未发现任何问题,停用后加速保护压板后,线路试送正常。后检查分析认为10kV线路最近新增配变负荷较多,这些配变又未采取停电切除装置,造成自启动电流较大所致。
再譬如某变电站一35kV线路重合时出现后加速动作掉闸,对线逐杆摸查后未发现问题,试送不成功,后来停用过电流后加速保护装置后试送电正常。调查结论是该线路上35kV变电站充击电流所致。对用户35kV变电站增加停电切除装置投入后,35kV线路重合过电流后加速保护装置投入运行,多次手动合闸未出现异常情况。
过电流后加速保护的误动事故也时有报道,给电网的安全、可靠、经济运行造成了较大影响。
1 过电流后加速保护装置的析
过电流后加速保护就是当线路发生故障时,过电流保护动作断开线路,经过重合闸整定时间后重合闸动作将线路重合闸送电,如果是瞬时性故障线路重合成功,正常运行,停电时间较短,对用户影响较小,提高了供电的可靠性,减少了经济损失。如果是永久性故障,线路重合闸送电后为减小较大的短路故障电流,对不再经过过电流保护Ⅲ段的延时时限,而是通过过电流后加速保护瞬间动作跳开线路切除故障。接线如图1所示。
任何事情都是有其两面性的,过电流后加速保护也是这样,也有两个缺陷。从图1分析可以知道,过电流后加速保护回路,是由过电流保护时间元件动合触点2SJ2与过电流后加速元件动合延时断开触点JSJ,启动断路器跳闸保护出口回路的,性质是过电流速断保护装置。就过电流速断保护的选择性而言,应躲过线路末端三相最大短路电流值,这样整定电流值就应该按过电流I段进行计算整定,实际应用中为了尽量减少故障电流对系统和线路设备的大电流冲击,采用和过电流Ⅲ段的瞬时动合触点,也就是故障电流只要达到过电流Ⅲ段的整定值后加速保护就动作跳闸。过电流保护Ⅲ段由于采用了动作时限保证了选择性,所以按躲过线路最大负荷电流值进行计算整定,动作电流较小,保护范围较大,不但是线路设备的主保护,还担任着下级设备的后备保护的职责。这样就造成过电流后加速固有的误动作缺陷,即是只要永久故障的短路电流值在过电流保护I、Ⅲ段整定值之间,重合闸后加速过电流保护就会误动作。
这种误动作一般表现在两个方面:一是线路重合闸动作时的启动电流较大,造成过电流保护元件动合触点2SJ:瞬时动作,和已经动作准备好的后加速元件动合触点JSJ,接通断路器跳闸回路掉闸,出现误动作事故。二是过电流后加速时限误整定后造成保护误动作事故。
过电流后加速元件动合触点JSJ,是和重合闸或手动合闸同时动作做好准备,当重合闸到永久故障上时,与其过电流保护元件的动合延时断开触点2SJ:动作接通跳闸回路断路器掉闸,这样就有一个过电流保护元件运作的时限,过电流后加速元件动合延时断开时限整定目的,就是确保重合闸动作重合至永久故障上时过电流后加速保护能可靠动作,一般整定为0.1s就足够了。有些人马虎,误整定为一个时限0.5s,或和过电流保护Ⅲ段动作时限一样整定。这样重合闸设备正常情况下过电流后加速动合延时断开触点JSJ。在O.5s内(或和过电流保护Ⅲ段动作时限内)一直是接通的,在此时限内,由于过电流Ⅲ段整定电流值较小,如遇高压电机启动或大负荷设备充电造成线路电流扰动,引起过电流保护Ⅲ段瞬时元件动作,就会与JSJ。接通断路器掉闸回路,造成误动作事故。
如果对重合闸过电流后加速保护延时时限认识偏差,误认为过电流后加速误动作是整定时限较短所致,就加大电流后加速整定时限,这样并不能减少过电流后加速保护的误动作率,反而会加大保护装置误动作的可能性。
2 正确地应用过电流后加速保护装置,确保电网安全,供电可靠
(1)通过上面的分析我们可以知道,重合闸过电流后加速保护装置为了防止其误动作,在计算整定过电流保护Ⅲ段定值时,应核算其躲过线路自启动电流最大值。同时当线路负荷增加时及时核算,以便防止误动事故发生。但是这样会降低保护的灵敏度,减少了保护装置的有效保护范围,如果线路感性设备容量较大,自启动时冲击电流较大,会使整定值增加较多。
(2)可单独设置过电流后加速整定元件,和过电流保护Ⅲ段分开,单独整定其定值,这样可有效地避免和过电流保护Ⅲ段相互的影响。其定值整定范围最小为过电流保护Ⅲ段定值,最大为过电流保护I段定值。可根据具体情况灵活掌握,有利于发挥出过电流后加速保护的优势,又把其误动作率降到最低。
(3)带有过电流保护I、Ⅲ段的10kV线路保护装置不宜设重合闸过电流后加速保护。
过电流后加速保护目的就是当重合闸到永久故障时动作瞬时断开故障电流。当设备故障掉闸后重合闸到永久故障上时,由于故障电流较大,过电流保护Ⅲ段动作断开设备时,如果整定时限较长,对断路器和设备的损害较大。对于10kV线路带有过电流I段保护时,当重合闸到永久故障上故障电流达到过电流I段保护定值时,过电流I段保护动作瞬时断开故障电流,这样就没有必要加装过电流后加速保护了;对于永久故障电流在过电流I段保护定值和过电流保护Ⅲ段保护定值之间时,电流值一般在1000A以下,由于10kV过电流保护Ⅲ段保护动作时限只有一个级差0.5s,时限相对较短故障电流对设备损害并不会很大,也没有必要装设过电流后加速保护装置。由于10kV过电流后加速保护误动作较多,影响较大,所以取消过电流后加速保护装置后有利于降低继电护误动率,提高供电可靠性。对只设置过电流Ⅲ段保护装置的10kV线路设备,以防过大的故障电流对电气设备的损害,应装设过电流后加速保护。
3 结论
重合闸过电流后加速保护装置既有其防止较大的故障电流对电网和设备冲击的优点,同时也有其固有的缺陷。只有正确地认识到这一点,认真分析具体情况,分析采用这种保护装置的必要性、可行性和优缺点,进行正确地选用和正确地计算整定,才能取得最佳效果,减少保护装置误动作造成的损失。防止只看其优势一面,防止错误整定带来损害。确保电网安全稳定运行。