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摘要:电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求。本文主要介绍高压母线充电保护装置技术改造方案相关问题。在分析高压电磁式母线充电保护基础上,介绍了电磁式母线充电保护的工作原理,结合高压电磁式母线充电保护在实际运行中的缺陷,重点介绍了技术改造方案,说明了改造的有效性。
关键词:高压母线;电保护装置;技术改造
中图分类号:TM文献标识码:A文章编号:1009-0118(2010)-03-0067-02
虽然继电保护发展迅速,日趋完善,但由于设计缺陷或一次设备运行方式及现场操作规程的修改等各种原因,一些正在运行的保护装置存在不适合现场运行要求。本文主要介绍了高压母线充电保护装置技术改造方案相关问题。
一、高压电磁式母线充电保护简介
母线充电保护主要是为了在母线充电过程中,能更可靠地切除被充电母线上故障而配置的一套保护装置.它在充电操作时投入,可以瞬时或短时限跳开母联开关,切除故障设备,保全非故障运行段母线,减少故障对被充电试验的一次设备的冲击。为了可靠地切除被充电母线上的故障,在母线断路器或母线分段断路器上设置相电流或零序电流保护[1]。母线充电保护一般只在设备充电时投入,只有当母线篾动保护出现异常时,才可以退出母线差动保护,长时间投入母线充电保护,代替母线差动保护。充电时,母线充电保护自动闭锁母线差动保护;结束后,必须退出母线充电保护,避免发生设备误动。检修后的母线、线路、变压器,在设备投运前,为了防止有地线未摘除或其它故障,均要进行充电试验:如果被充电设备有故障,母线充电保护将以较小的定值,瞬时而有选择地断开母线上有故障的开关,切除故障点。
二、电磁式母线充电保护的工作原理
母联充电保护实际上是小定值的三相过流保护和零序过流保护。当设备停电检修后,可以通过母联开关对检修母线或其所带的线路、变压器充电以恢复设备运行。此时投入母联充电保护,当被充电设备有故障时,跳开母联开关,切除故障如图1所示,投入充电保护后,当被充电设备的A、B、C三相中任意一相或多相有故障时,电流继电器1LJ、2LJ、3LJ及零序电流互感器将启动(一相平衡故障时,零序过流保护不启动),分相过流保护或零序过流保护瞬时或短时跳开母联开关,切除故障设备。
图1 电磁式母线充电保护原理逻辑图
当按下AN按钮,手合继电器SHJ’动作,合上母联开关110;它的两副动断触点,将母线保护的负电源断开,闭锁母线保护。此时,动合延时断开触点SHJ’闭合;若被充母线存在故障,A、B、C相过电流继电器或零序过电流互感器动作,动合触点1LI、2LI、3LI或L10闭合,中间继电器ZJ带电。动合触点ZJ闭合,经连接片LP出口至跳闸,跳110开关。继电器SHJ’为瞬时动作、延时返回的中间继电器。
电磁式母线充电保护延时的作用:①母联断路器合闸时,有足够长的合闸脉冲时间;②在合闸时,母线保护能可靠地退出工作;③电磁式母线充电保护在充电试验时投入,在试验结束后必须退出,否则母线和线路近端发生故障会误动。
三、高压电磁式母线充电保护在实际运行中的缺陷
1、主变励磁涌流对电磁式母线充电保护的影响。现在许多变电站正在运行的电磁式母线充电保护,当初设计仅仅考虑了对母线及其所带的线路充电的运行方式,没有考虑对主变的充电时躲不开励磁涌流的影响。对主变充电时,需要继电保护工作人员现场改接线,加装时间元件。
2、母线差动保护与母线充电保护的配合。正在运行的电磁式母线充电保护,也没有考虑到母线差动保护异常退出后,需要长时间投入母线充电保护的运行方式。当母线差动保护出现故障时,需要继电保护人员立刻赶到现场后,带电改接线后,才能投入充电保护代替母线差动保护母差保护运行。这样当母线差动保护急需退出运行,而此时充电保护长投接线没改好时间,母线就处于没保护状态,这是《电力安全生产规程》严格禁止的。
四、技术改造方案
1、国内外现有装置的改造方法
现在的微机型母线保护,已经充分考虑到了充母线、线路、主变以及母线差动保护长时问退出时母线充电保护“跃投”等运行方式,提供长短两个延时的定值,以便满足充主变、充母线、充线路等多种运行方式,功能完善。
为了防止运行人员误投或忘记退出母线充电保护,充电保护由回路实现,仅在运行人员合母联开关的同时,自动投入,并在展宽一定的延时后自动退出,同时闭锁母线差动保护。
微机型母线充电保护工作原理如下:充电试验期间,将“充电1段”把手置于“投”位;接入母联断路器的跳位接点(TWJ),当检查到TWJ由“1”变“0”或刑为1时母联电流从“无”到有”时,同时至少一段母线失压,保护装置自动短时闭锁母线差动保护300ms。充电保护动作于母联出口,由独立的出口压板控制,不经电压闭锁。
如果把电磁型母线充电保护换成微机性母线充电保护,可以解决现在存在的运行方式问题。但是,如果更换成微机性母线充电保护,需要大笔的资金,大量的人力和母线长时间的停电[2]。
2、先有基础上的改造分析
经分析和实践,可以证明现有的电磁式母线充电保护逻辑在原理设计方面是有缺陷的,它仅适应于对母线和线路的充电,而忽略了对主变的充电和“长投”方式。如果加装了时问继电器SJ,考虑到“长投方式”,“充主变”和“充线路”这三种模式,对应设置“长投ILP”、“延时2LP”、“瞬间3LP”三个压板,是完全可以解决现在存在的运行方式问题,满足安全生产的需要。这里我们对220KV付庄变电站的110KV电磁式母线充电保护装置进行了技术改造。
改造后达到的效果:(1)在对线路、主变或相邻变电站的主变进行充电时,继电保护工作人员现场只需要进行定值整定和传动试验,不需要再临时改接线、加装时间继电器等繁琐且不利于安全生产的工作.运行人员能在最短时间内通过投入“充主变”压板或“充线路”压板,进行“充主变”或“充线路”的充电保护试验;(2)当110kV母差装置出现异常时,根本不需要继电保护人员到现场,变电运行人员就可以根据调度命令,进行简单切换压板操作,投入“长投”压板,就可以在最短时间内,将充电保护实现“长投”方式.避免了母线处于没有保护状态运行,十分有利于电网的安全运行。
我们利用11OkV及11OkV变电站充电试运行的机会,对改造后的110kV充电保护装置进行了实际检验。试验结果表明,改造后的母线充电保护装置,在充电试验中,操作简便、灵活可靠,完善了保护功能,缩短了充电试验的时间,满足电力系统对继电保护的可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求;提高了工作效率;提高了设备健康运行水平;提高了运行的可靠性,保障了电网的稳定运行。
五、结语
目前,电力系统还有许多这样的电磁式母线充电保护,如果将它们全套更换,屏、继电器以及所连接的电缆都要进行更换,每套微机型母线充电保护要十多万,且需要重新布放电缆、接线,投资大,费时、费力,还要牵扯到母线长时间停电,将给系统造成很大的经济损失。而在现有设备的基础上进行回路改造,只需加装一块时间继电器、三个压板及一些简单屏后配线,仅需要几百元,并且不需要母线停电.目前,全国有许多同类的电磁式母线充电保护正在运行,按照本文提出的方法逐步对它们改造,将会大大改善设备的性能,消除设备故障隐患,提高电网运行的可靠性,其经济效益和社会效益都是巨大的。
参考文献:
[1]余锐,智全中,宋小舟.母线充电保护研究及其应用[J].继电器,2006,(34).
[2]李青松.母线充电保护回路的改造[J].青海电力,2005,(24).
关键词:高压母线;电保护装置;技术改造
中图分类号:TM文献标识码:A文章编号:1009-0118(2010)-03-0067-02
虽然继电保护发展迅速,日趋完善,但由于设计缺陷或一次设备运行方式及现场操作规程的修改等各种原因,一些正在运行的保护装置存在不适合现场运行要求。本文主要介绍了高压母线充电保护装置技术改造方案相关问题。
一、高压电磁式母线充电保护简介
母线充电保护主要是为了在母线充电过程中,能更可靠地切除被充电母线上故障而配置的一套保护装置.它在充电操作时投入,可以瞬时或短时限跳开母联开关,切除故障设备,保全非故障运行段母线,减少故障对被充电试验的一次设备的冲击。为了可靠地切除被充电母线上的故障,在母线断路器或母线分段断路器上设置相电流或零序电流保护[1]。母线充电保护一般只在设备充电时投入,只有当母线篾动保护出现异常时,才可以退出母线差动保护,长时间投入母线充电保护,代替母线差动保护。充电时,母线充电保护自动闭锁母线差动保护;结束后,必须退出母线充电保护,避免发生设备误动。检修后的母线、线路、变压器,在设备投运前,为了防止有地线未摘除或其它故障,均要进行充电试验:如果被充电设备有故障,母线充电保护将以较小的定值,瞬时而有选择地断开母线上有故障的开关,切除故障点。
二、电磁式母线充电保护的工作原理
母联充电保护实际上是小定值的三相过流保护和零序过流保护。当设备停电检修后,可以通过母联开关对检修母线或其所带的线路、变压器充电以恢复设备运行。此时投入母联充电保护,当被充电设备有故障时,跳开母联开关,切除故障如图1所示,投入充电保护后,当被充电设备的A、B、C三相中任意一相或多相有故障时,电流继电器1LJ、2LJ、3LJ及零序电流互感器将启动(一相平衡故障时,零序过流保护不启动),分相过流保护或零序过流保护瞬时或短时跳开母联开关,切除故障设备。
图1 电磁式母线充电保护原理逻辑图
当按下AN按钮,手合继电器SHJ’动作,合上母联开关110;它的两副动断触点,将母线保护的负电源断开,闭锁母线保护。此时,动合延时断开触点SHJ’闭合;若被充母线存在故障,A、B、C相过电流继电器或零序过电流互感器动作,动合触点1LI、2LI、3LI或L10闭合,中间继电器ZJ带电。动合触点ZJ闭合,经连接片LP出口至跳闸,跳110开关。继电器SHJ’为瞬时动作、延时返回的中间继电器。
电磁式母线充电保护延时的作用:①母联断路器合闸时,有足够长的合闸脉冲时间;②在合闸时,母线保护能可靠地退出工作;③电磁式母线充电保护在充电试验时投入,在试验结束后必须退出,否则母线和线路近端发生故障会误动。
三、高压电磁式母线充电保护在实际运行中的缺陷
1、主变励磁涌流对电磁式母线充电保护的影响。现在许多变电站正在运行的电磁式母线充电保护,当初设计仅仅考虑了对母线及其所带的线路充电的运行方式,没有考虑对主变的充电时躲不开励磁涌流的影响。对主变充电时,需要继电保护工作人员现场改接线,加装时间元件。
2、母线差动保护与母线充电保护的配合。正在运行的电磁式母线充电保护,也没有考虑到母线差动保护异常退出后,需要长时间投入母线充电保护的运行方式。当母线差动保护出现故障时,需要继电保护人员立刻赶到现场后,带电改接线后,才能投入充电保护代替母线差动保护母差保护运行。这样当母线差动保护急需退出运行,而此时充电保护长投接线没改好时间,母线就处于没保护状态,这是《电力安全生产规程》严格禁止的。
四、技术改造方案
1、国内外现有装置的改造方法
现在的微机型母线保护,已经充分考虑到了充母线、线路、主变以及母线差动保护长时问退出时母线充电保护“跃投”等运行方式,提供长短两个延时的定值,以便满足充主变、充母线、充线路等多种运行方式,功能完善。
为了防止运行人员误投或忘记退出母线充电保护,充电保护由回路实现,仅在运行人员合母联开关的同时,自动投入,并在展宽一定的延时后自动退出,同时闭锁母线差动保护。
微机型母线充电保护工作原理如下:充电试验期间,将“充电1段”把手置于“投”位;接入母联断路器的跳位接点(TWJ),当检查到TWJ由“1”变“0”或刑为1时母联电流从“无”到有”时,同时至少一段母线失压,保护装置自动短时闭锁母线差动保护300ms。充电保护动作于母联出口,由独立的出口压板控制,不经电压闭锁。
如果把电磁型母线充电保护换成微机性母线充电保护,可以解决现在存在的运行方式问题。但是,如果更换成微机性母线充电保护,需要大笔的资金,大量的人力和母线长时间的停电[2]。
2、先有基础上的改造分析
经分析和实践,可以证明现有的电磁式母线充电保护逻辑在原理设计方面是有缺陷的,它仅适应于对母线和线路的充电,而忽略了对主变的充电和“长投”方式。如果加装了时问继电器SJ,考虑到“长投方式”,“充主变”和“充线路”这三种模式,对应设置“长投ILP”、“延时2LP”、“瞬间3LP”三个压板,是完全可以解决现在存在的运行方式问题,满足安全生产的需要。这里我们对220KV付庄变电站的110KV电磁式母线充电保护装置进行了技术改造。
改造后达到的效果:(1)在对线路、主变或相邻变电站的主变进行充电时,继电保护工作人员现场只需要进行定值整定和传动试验,不需要再临时改接线、加装时间继电器等繁琐且不利于安全生产的工作.运行人员能在最短时间内通过投入“充主变”压板或“充线路”压板,进行“充主变”或“充线路”的充电保护试验;(2)当110kV母差装置出现异常时,根本不需要继电保护人员到现场,变电运行人员就可以根据调度命令,进行简单切换压板操作,投入“长投”压板,就可以在最短时间内,将充电保护实现“长投”方式.避免了母线处于没有保护状态运行,十分有利于电网的安全运行。
我们利用11OkV及11OkV变电站充电试运行的机会,对改造后的110kV充电保护装置进行了实际检验。试验结果表明,改造后的母线充电保护装置,在充电试验中,操作简便、灵活可靠,完善了保护功能,缩短了充电试验的时间,满足电力系统对继电保护的可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求;提高了工作效率;提高了设备健康运行水平;提高了运行的可靠性,保障了电网的稳定运行。
五、结语
目前,电力系统还有许多这样的电磁式母线充电保护,如果将它们全套更换,屏、继电器以及所连接的电缆都要进行更换,每套微机型母线充电保护要十多万,且需要重新布放电缆、接线,投资大,费时、费力,还要牵扯到母线长时间停电,将给系统造成很大的经济损失。而在现有设备的基础上进行回路改造,只需加装一块时间继电器、三个压板及一些简单屏后配线,仅需要几百元,并且不需要母线停电.目前,全国有许多同类的电磁式母线充电保护正在运行,按照本文提出的方法逐步对它们改造,将会大大改善设备的性能,消除设备故障隐患,提高电网运行的可靠性,其经济效益和社会效益都是巨大的。
参考文献:
[1]余锐,智全中,宋小舟.母线充电保护研究及其应用[J].继电器,2006,(34).
[2]李青松.母线充电保护回路的改造[J].青海电力,2005,(24).