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摘 要:近几年来我国的社会经济得到了飞速发展,促使电力企业的效果也有突飞猛进的进步,与此同时社会生活水平在不断提高,人们对于电力的要求也越来越高,本文以110kV变电站110kV主变压器间隙保护动作事例为例,对继电保护二次回路引发的一系列问题故障进行了分析,以及提出了相应的防护措施,来保证电力企业的安全运行。
关键词:继电保护;二次回路;電力故障;防范措施;电力系统
中图分类号:TM774 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)24-0087-02
社会在不断进步与发展,人民生活水平的不断提升,人们生活对电力需求在不断增加,对供电可靠性要求不断提高,对于电力工程来说,工程质量的把控尤为重要,继电保护二次回路所导致的问题可能会使电力工程的发展受到制约,所以要对此提高重视。
1 110kV星园变电站运行方式
110kVⅠ、Ⅱ母分列运行,110kV东园Ⅱ回线供星园变;110kV东园Ⅰ回线空线运行(对侧断路器热备用)。110kV星园变1、2号主变运行,2号主变110kV侧中性点直接接地,1号主变110kV侧中性点经间隙接地,35kV侧有小电源并入,接线如图1所示。
2 继电保护动作分析
2.1 母线断路器跳闸
母线断路器跳闸问题对于电力线路存在很大的安全隐患,一旦出现母线断路器跳闸的情况,会直接损坏到电力设备的使用,对于电力企业的经济效益产生了一定的影响,所以要提高重视。电线路的电流是零时就需要对于线路进行二次检查,如果发现二次线箱端的引线绝缘体未受损坏,而保护电路线芯受到损坏,产生开裂、烧毁等问题,造成母线开关跳闸。这一原因,有可能是因为开关的回路设计不够安全,存在缺陷,也有可能是相关的人员在整个线路操作过程当中的操作不够细致,没有进行全面的检查,这些原因都会使母线的开关跳闸,导致正在运行的设备断电,对于电力企业来说会造成巨大的损失,由此可见操作人员的工作,一定要细致全面,对于查表和修饰等技术工作者来说,有时会因电路的绝缘而发生事故。
2.2 线路保护装置动作的时限和情况
在上述案例中,通过保护装置报告分析,保护装置38ms合闸位置1→0,80ms跳闸位置0→1,且无“控制回路断线”信号,判断保护装置发出跳闸命令时,断路器二次辅助接点能正常传变分合位置,二次回路完好。110kV黎腊Ⅱ回线153断路器跳闸时出现C相不能可靠断弧现象,C相一次触头分闸距离不够及绝缘介质降低原因,造成故障后约70ms断路器三相跳开,因小电源及残余雷电波作用又经140ms左右C相电弧重燃,导致距离加速、零序加速保护动作,且动作后故障电流仍然持续了一段时间,直至1号主变间隙过流保护动作跳开主变三侧。
2.3 线路绝缘层击穿
有时线路的绝缘层有击穿的事故存在,母线保护容易松动,所以导致发生问题的连接路线出现跳闸,在测量线芯时,如果发现绝缘体受到损坏,而发生这一状况通过故障原因来分析,首先是因为母线电流回路和测量回路有出现短路的现象,所以线芯绝缘才会被击穿,施工人员在设备检测的过程当中,未及时恢复中性点引线,如果电力系统发生故障极易使得线路电位上升,进而设备回路、电流回路线芯发生击穿,进而导致二次回路问题。
2.4 越级跳闸
110kV黎腊Ⅱ回线故障时,勐腊变侧153断路器80ms后从保护装置波形中看到断路器三相已断开(无故障电流,且有小电源提供电压)。约210ms时C相及I0通道出现一明显电流(约3.2A左右)且持续时间较长,227ms距离加速动作、230ms距离Ⅰ段动作、302ms零序加速动作,加速段动作后闭锁重合闸(线路重合闸时间为1.5s)。因为在电线路中出现的继电保护二次回路的现象,线路在受到打击之后出现断线状况,所以会发生越级而跳闸的情况,对于电力系统来说,会影响到安全的输送,对设备而言,使用寿命会有所降低,出现故障的母线,因为变压器跳闸的时间不合理,也会容易使母线接地出现变压器自主切除的情况。比如某新建60kV变电所在运行中多次发生越级跳闸,经检查问题出在主变保护回路的接线上(见图2)。
2.5 线路老化
在电力设备中有些设备使用时间过长,出现了线路老化的问题,一些元件也有一定的安全隐患,出现磨损现象,如果严重也会容易发生线路问题,这些线路老化和磨损都是电力系统损坏的重要因素,对于安装弱电回路的工作,需要根据具体的实际情况进行整体细致的分析,并且在操作方面使用抗干扰的专业方法来进行。
2.6 设备指示灯问题
指示灯是在二次回路断电之后,经过开关保护装置的接点来控制,如果指示灯一旦出现了短路的情况,就说明结点电流量会高于实际的电流量,所以就会出现电源跳闸的问题,在接点电流量与实际电源开关对比小于实际电源开关时,指示灯则不会有短路现象,虽不会发生跳闸,但是对于保护装置的结点也有不小的损毁,这两种情况都是对于电力系统的严重影响。
2.7 延长间隙零序保护动作时限及其影响
上述主变跳闸的主要原因是110kV黎腊Ⅱ回线153断路器C相拉弧及小电源提供暂态电压,变压器中性点放电间隙击穿,进而引起主变在线路重合闸前跳闸。这反映出变压器中性点放电间隙过流保护整定时间与线路保护重合闸整定时间存在配合问题。
间隙零序保护与主变压器的其他保护完全独立,不存在动作时限配合问题,线路单相接地故障大多数为瞬时故障,重合成功率极高,在充分考虑变压器耐受零序过电压的程度和时间以及间隙的击穿耐受情况下,对低压有源变压器中性点采用延长中性点间隙过流保护动作时限的方法,不影响电网其他继电保护装置的正常运行,可避免主变压器或线路保护误动。间隙零序过流保护动作时限应与线路全线有灵敏度的接地保护配合且需躲开线路重合闸时间。 间隙在击穿直到故障切除前期间,将维持有工频续流,而中性点可以承受此类零序电流作用,延长间隙保护动作时限对主变压器影响不大。间隙放电产生的截波,只要主变压器中性点绝缘正常,间隙距离又满足整定要求,一般低于主变压器中性点标准截波耐受值并具足够裕度。
3 继电保护二次回路问题的防范措施
3.1 电路全面检查
要全面做好电路的整体检查工作,将事故发生率降到最低,使得电路系统安全运行。一些机电保护系统中,高压电会直接接触回路,以此来监测回路的电压数据,每个系统的用电线路中会出现一些磨损的状况,如果出现电路老化的问题就会发生机电故障,从而影响了电力系统的运行,对于电力企业产生了不小的影响。二次回路的覆盖面十分广泛,并且结构复杂,因为自身没有检验功能,而且机电的工作环境也十分恶劣,对于所以检测的状态很难实行,对维修工作带来了很大困难,所以电力企业中的操作人员需要将线路的具体内容进行定时的检修和整改,需要的研究相应的解决措施,让线路处于安全的状态,才能够直接有效的改善跳闸的问题。
3.2 控制电缆质量
出现绝缘发生击穿现象,很多时候是因为电缆质量不过关,所以在出现此类问题的时候不能仅仅对继电保护二次回路进行分析,还需要在设计电路的过程中运用质量好的电缆来满足电力的实际操作要求。同时在安装的过程当中需要操作人员将每个接线的端头检查仔细,绝不能使用劣质电缆,如果出现损坏和裂痕也要及时的更换,只有电缆的质量有保证,才能使机电设备正常运行。还可以通过使用指示灯来控制电源,因为电源和继电保护设备来源于同一个控制系统,当发生故障时可以启动自动报警装置,提醒维修人员及时的检修,确保设备和电力的使用在设计时,要通过独立的电源来安装,后续如果发生问题也不会对电力系统形成影响,从而提高电力系统的安全性和稳定性。
3.3 定期检修设备元件
电力系统的工作人员需要对于设备元件定期的检查与维护,及时对于继电保护中的相关部件做总体检修,发现问题及时处理,如果出现老化和破损的设备需要及时换新,因为继电保护二次回路在整个机电系统中是重要的组成部分,发挥着重要的作用,对于二次回路接线工作,在控制检测方面是需要提高重视的,任何一个地方出现的微小问题都有可能导致电力系统的事故,所以在具体的实施设计中不能只追求外观,更重要的是系统内在的安装工艺,以此来保证机电设备的安全运行,在复杂的环境当中做出控温等措施,使机电保护在良好的状态之下运行。
4 结 语
根据以上分析可以得知机电保护二次回路的主要问题,有线路老化,跳闸绝缘层问题指示灯母线开关等针对以上故障,本文都进行了逐一阐述,并且提出了解决的措施,对于掌控攒的质量修改设备元件及时检修以及直流线路规范化的管理等方面都会对机电保护二次回路有所提高。几点保护二次回路的问题进行解决之后电力系统才能够进行安全稳定的运行。
参考文献
[1]李 龙.探析继电保护二次回路问题引发的故障与防治[J].科技创新与应用,2017(20):136~137.
[2]盛 敏,王雅婷,章萍华,汪 涛.继电保护二次回路问题引发的故障与防治效果[J].中国高新技术企业,2016(02):141~142.
[3]吳振国.继电保护二次回路问题引发的故障与防治措施[J].企业技术开发,2013,32(20):81+84.
收稿日期:2018-7-23
作者简介:莫红青(1982-),男,汉族,广西人,助理工程师,本科,主要从事电力系统继电保护工作。
关键词:继电保护;二次回路;電力故障;防范措施;电力系统
中图分类号:TM774 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)24-0087-02
社会在不断进步与发展,人民生活水平的不断提升,人们生活对电力需求在不断增加,对供电可靠性要求不断提高,对于电力工程来说,工程质量的把控尤为重要,继电保护二次回路所导致的问题可能会使电力工程的发展受到制约,所以要对此提高重视。
1 110kV星园变电站运行方式
110kVⅠ、Ⅱ母分列运行,110kV东园Ⅱ回线供星园变;110kV东园Ⅰ回线空线运行(对侧断路器热备用)。110kV星园变1、2号主变运行,2号主变110kV侧中性点直接接地,1号主变110kV侧中性点经间隙接地,35kV侧有小电源并入,接线如图1所示。
2 继电保护动作分析
2.1 母线断路器跳闸
母线断路器跳闸问题对于电力线路存在很大的安全隐患,一旦出现母线断路器跳闸的情况,会直接损坏到电力设备的使用,对于电力企业的经济效益产生了一定的影响,所以要提高重视。电线路的电流是零时就需要对于线路进行二次检查,如果发现二次线箱端的引线绝缘体未受损坏,而保护电路线芯受到损坏,产生开裂、烧毁等问题,造成母线开关跳闸。这一原因,有可能是因为开关的回路设计不够安全,存在缺陷,也有可能是相关的人员在整个线路操作过程当中的操作不够细致,没有进行全面的检查,这些原因都会使母线的开关跳闸,导致正在运行的设备断电,对于电力企业来说会造成巨大的损失,由此可见操作人员的工作,一定要细致全面,对于查表和修饰等技术工作者来说,有时会因电路的绝缘而发生事故。
2.2 线路保护装置动作的时限和情况
在上述案例中,通过保护装置报告分析,保护装置38ms合闸位置1→0,80ms跳闸位置0→1,且无“控制回路断线”信号,判断保护装置发出跳闸命令时,断路器二次辅助接点能正常传变分合位置,二次回路完好。110kV黎腊Ⅱ回线153断路器跳闸时出现C相不能可靠断弧现象,C相一次触头分闸距离不够及绝缘介质降低原因,造成故障后约70ms断路器三相跳开,因小电源及残余雷电波作用又经140ms左右C相电弧重燃,导致距离加速、零序加速保护动作,且动作后故障电流仍然持续了一段时间,直至1号主变间隙过流保护动作跳开主变三侧。
2.3 线路绝缘层击穿
有时线路的绝缘层有击穿的事故存在,母线保护容易松动,所以导致发生问题的连接路线出现跳闸,在测量线芯时,如果发现绝缘体受到损坏,而发生这一状况通过故障原因来分析,首先是因为母线电流回路和测量回路有出现短路的现象,所以线芯绝缘才会被击穿,施工人员在设备检测的过程当中,未及时恢复中性点引线,如果电力系统发生故障极易使得线路电位上升,进而设备回路、电流回路线芯发生击穿,进而导致二次回路问题。
2.4 越级跳闸
110kV黎腊Ⅱ回线故障时,勐腊变侧153断路器80ms后从保护装置波形中看到断路器三相已断开(无故障电流,且有小电源提供电压)。约210ms时C相及I0通道出现一明显电流(约3.2A左右)且持续时间较长,227ms距离加速动作、230ms距离Ⅰ段动作、302ms零序加速动作,加速段动作后闭锁重合闸(线路重合闸时间为1.5s)。因为在电线路中出现的继电保护二次回路的现象,线路在受到打击之后出现断线状况,所以会发生越级而跳闸的情况,对于电力系统来说,会影响到安全的输送,对设备而言,使用寿命会有所降低,出现故障的母线,因为变压器跳闸的时间不合理,也会容易使母线接地出现变压器自主切除的情况。比如某新建60kV变电所在运行中多次发生越级跳闸,经检查问题出在主变保护回路的接线上(见图2)。
2.5 线路老化
在电力设备中有些设备使用时间过长,出现了线路老化的问题,一些元件也有一定的安全隐患,出现磨损现象,如果严重也会容易发生线路问题,这些线路老化和磨损都是电力系统损坏的重要因素,对于安装弱电回路的工作,需要根据具体的实际情况进行整体细致的分析,并且在操作方面使用抗干扰的专业方法来进行。
2.6 设备指示灯问题
指示灯是在二次回路断电之后,经过开关保护装置的接点来控制,如果指示灯一旦出现了短路的情况,就说明结点电流量会高于实际的电流量,所以就会出现电源跳闸的问题,在接点电流量与实际电源开关对比小于实际电源开关时,指示灯则不会有短路现象,虽不会发生跳闸,但是对于保护装置的结点也有不小的损毁,这两种情况都是对于电力系统的严重影响。
2.7 延长间隙零序保护动作时限及其影响
上述主变跳闸的主要原因是110kV黎腊Ⅱ回线153断路器C相拉弧及小电源提供暂态电压,变压器中性点放电间隙击穿,进而引起主变在线路重合闸前跳闸。这反映出变压器中性点放电间隙过流保护整定时间与线路保护重合闸整定时间存在配合问题。
间隙零序保护与主变压器的其他保护完全独立,不存在动作时限配合问题,线路单相接地故障大多数为瞬时故障,重合成功率极高,在充分考虑变压器耐受零序过电压的程度和时间以及间隙的击穿耐受情况下,对低压有源变压器中性点采用延长中性点间隙过流保护动作时限的方法,不影响电网其他继电保护装置的正常运行,可避免主变压器或线路保护误动。间隙零序过流保护动作时限应与线路全线有灵敏度的接地保护配合且需躲开线路重合闸时间。 间隙在击穿直到故障切除前期间,将维持有工频续流,而中性点可以承受此类零序电流作用,延长间隙保护动作时限对主变压器影响不大。间隙放电产生的截波,只要主变压器中性点绝缘正常,间隙距离又满足整定要求,一般低于主变压器中性点标准截波耐受值并具足够裕度。
3 继电保护二次回路问题的防范措施
3.1 电路全面检查
要全面做好电路的整体检查工作,将事故发生率降到最低,使得电路系统安全运行。一些机电保护系统中,高压电会直接接触回路,以此来监测回路的电压数据,每个系统的用电线路中会出现一些磨损的状况,如果出现电路老化的问题就会发生机电故障,从而影响了电力系统的运行,对于电力企业产生了不小的影响。二次回路的覆盖面十分广泛,并且结构复杂,因为自身没有检验功能,而且机电的工作环境也十分恶劣,对于所以检测的状态很难实行,对维修工作带来了很大困难,所以电力企业中的操作人员需要将线路的具体内容进行定时的检修和整改,需要的研究相应的解决措施,让线路处于安全的状态,才能够直接有效的改善跳闸的问题。
3.2 控制电缆质量
出现绝缘发生击穿现象,很多时候是因为电缆质量不过关,所以在出现此类问题的时候不能仅仅对继电保护二次回路进行分析,还需要在设计电路的过程中运用质量好的电缆来满足电力的实际操作要求。同时在安装的过程当中需要操作人员将每个接线的端头检查仔细,绝不能使用劣质电缆,如果出现损坏和裂痕也要及时的更换,只有电缆的质量有保证,才能使机电设备正常运行。还可以通过使用指示灯来控制电源,因为电源和继电保护设备来源于同一个控制系统,当发生故障时可以启动自动报警装置,提醒维修人员及时的检修,确保设备和电力的使用在设计时,要通过独立的电源来安装,后续如果发生问题也不会对电力系统形成影响,从而提高电力系统的安全性和稳定性。
3.3 定期检修设备元件
电力系统的工作人员需要对于设备元件定期的检查与维护,及时对于继电保护中的相关部件做总体检修,发现问题及时处理,如果出现老化和破损的设备需要及时换新,因为继电保护二次回路在整个机电系统中是重要的组成部分,发挥着重要的作用,对于二次回路接线工作,在控制检测方面是需要提高重视的,任何一个地方出现的微小问题都有可能导致电力系统的事故,所以在具体的实施设计中不能只追求外观,更重要的是系统内在的安装工艺,以此来保证机电设备的安全运行,在复杂的环境当中做出控温等措施,使机电保护在良好的状态之下运行。
4 结 语
根据以上分析可以得知机电保护二次回路的主要问题,有线路老化,跳闸绝缘层问题指示灯母线开关等针对以上故障,本文都进行了逐一阐述,并且提出了解决的措施,对于掌控攒的质量修改设备元件及时检修以及直流线路规范化的管理等方面都会对机电保护二次回路有所提高。几点保护二次回路的问题进行解决之后电力系统才能够进行安全稳定的运行。
参考文献
[1]李 龙.探析继电保护二次回路问题引发的故障与防治[J].科技创新与应用,2017(20):136~137.
[2]盛 敏,王雅婷,章萍华,汪 涛.继电保护二次回路问题引发的故障与防治效果[J].中国高新技术企业,2016(02):141~142.
[3]吳振国.继电保护二次回路问题引发的故障与防治措施[J].企业技术开发,2013,32(20):81+84.
收稿日期:2018-7-23
作者简介:莫红青(1982-),男,汉族,广西人,助理工程师,本科,主要从事电力系统继电保护工作。