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零序电流

时间:2023-05-30 10:46:05

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇零序电流,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

第1篇

1、零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律:流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。在线路与电气设备正常的情况下,各相电流的矢量和等于零,因此,零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出,执行元件不动作。

2、当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零,故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通,零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作,带动脱扣装置,切换供电网络,达到接地故障保护的目的。

(来源:文章屋网 )

第2篇

关键词:三相电流不同;零序电流;危害;控制措施;对零线的重视

中图分类号:TM61 文献标识码:A

在三相四线制供电系统中,产生零序电流的原因:一是由于三相负载分配不均,产生三相合成电流不为零,发生零序电流;二是由于三相负载的性质不同,造成功率因素角的不同,产生三相合成电流的向量不为零,造成零序电流的发生。

理论上,在纯电阻电路中三相电流(负荷)完全平衡是不会产生零序电流的。但在实际工作中,由于客观原因不会存在完全平衡的三相负荷,三相电流不平衡就会发生零序电流。因此,尽量合理安排平衡三相负载,减小零序电流,是我们用电检查日常工作的一项重要任务。另外,在我们实际工作中也不会只遇到纯电阻(纯电容、纯电感)电路,均为各种元件组成的复杂的庞大的供、用电系统。这就给我们工作带来挑战。在这种情况下,如何根据具体情况采取相应措施,实现三相电流就地平衡,阻止零序大电流的发生,保护系统、设备和人身的安全,就成为我们用电检查人员的一项重要研究课题。

一、实例分析

2011年7月,四川理工学院1#学生公寓学生公寓配电室连续发生几起总路开关跳闸引起的停电事故。通过现场检查,发现均为零序保护动作而触发的总路开关跳闸。但我们在测量400V低压总路的三相电流时,发现三相电流比较平衡。1#学生公寓(800KVA变压器):A相780A,B相770A,C相780A,而零序电流的测量值为720A。院方电气管理人员不解,为何三相电流接衡,而零序电流却这么大?

我们经过现场勘查和询问,了解到1#学生公寓配电变压器容量为800KVA,供6栋学生公寓大约6000名学生的生活用电,约有3500台电脑和450台1.5P的空调(变频设备),照明多使用“LED”节能灯、日光灯等。因大量使用空调设备和节能灯具,构成电路中感性电流增大,大量的电脑又使电路中容性电流的增大。加之院方在设计施工电力线路时,采取按楼层按各类负载分相供电(便于校方停送电管理)。其中A相供空调系统、洗衣机及辅助设施,B相供照明系统,C相供插座(电脑),零线为共用零线。如图一所示。

三相用电负荷分配看似基本平衡,但因三相负载性质不同,造成各相的电流相位偏移不一样。A相空调(感性负载)相位滞后,B相照明(白炽灯、“LED”节能灯、日光灯)回路电流相位角发生位移较小, C相电脑(容性负载)电流相位超前,造成三相电流相位角发生偏移,从而产生三相电流的合成向量“In”(零序电流),(如图二)。另外,三相负载相位角发生位移,特别是3500台电脑(变频设备)使系统中产生的谐振,打破了三相电流相位角的平衡,三相电流相位角发生偏移,在系统中产生三相电流的合成向量,从而发生较大的三相合成电流向量“In”(零序电流)。

图二中:黄线为A相电流Ia,绿线为B相电流Ib,红线为C相电流Ic,粗黑线为三相合成电流“In”(零序电流)。

二、三相四线制供电系统中发生零序大电流所造成的危害:

1造成停电事故

三相负载不平衡时,将产生零序电流,零序电流将随三相负载不平衡的程度而变化,不平衡度越大,则零序电流也越大。零序大电流会引起零序继电器的保护动作(超过零序电流的保护定值),触发负荷开关跳闸,造成停电事故。(零序电流等于三相电流的矢量和,在正常时应该是0或者小于零序动作电流,当三相电流严重不平衡或者发生单相接地时零序电流就大于零序动作电流,零序保护就会动作)。

2严重危及用电设备的安全

在三相负载不平衡时运行,三相输出电流不同,中性线就会有电流通过,发生零序电流(当零序电流超大时极易烧断零线),使中性线产生阻抗压降,中性点处于漂移状态,各相的相电压发生变化。负载重的一相(或者两相)电压降低,而负载轻的一相(或者)电压升高。在电压漂移状态下继续供电,极容易造成电压高的一相用户的用电设备烧坏。而电压低的一相用户用的电设备则无法使用。这就严重危及用电设备的安全运行。

3使电气设备的使用寿命缩短

运行中的配变若存在零序电流,则其铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过,而钢构件的导磁率较低,零序电流通过钢构件时,即要产生磁滞和涡流损耗,从而使配变的钢构件局部温度升高发热。配变的绕组绝缘因过热而加快老化,导致设备寿命降低。

4增加变压器和线路的电能损耗

在三相四线制供电网络中,电流通过线路导线时,因存在阻抗必将产生电能损耗,其损耗与通过电流的平方成正比。当低压电网以三相四线制供电时,由于有单相负载存在,造成三相负载不平衡。当三相负载不平衡运行时,中性线即有电流(零序电流)通过。零序电流越大,在中性线上产生的损耗也越大。从而增加了电网线路的损耗。

配电变压器是低压电网的供电主设备,零序电流越大,说明三相负载不平衡越严重。当变压器在三相负载不平衡情况下运行时,将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。

5烧断零线发生供电系统缺零事故

三相四线制低压供电系统中,超大零序电流会烧断零线,造成三相四线制低压供电系统缺零而发生事故。举例:如(图一):

(1)零线烧断(图一“1”点)会使三相四线制供电系统缺零。从而导致中性点漂移,致使各相的相电压发生变化。负载重的一相(或两相)电压降低,而负载轻的一相(或两相)电压升高。在电压不稳定状态下供电,就容易造成电压高的一相(或两相)的用户用电设备烧坏(如居民家用电器),而电压低的一相(或两相)的用户的用电设备则可能无法使用或者损坏。

(2)零线烧断(图一“2”点),使得A相和B相的用电设备由并联变为串联。供电电压由相电压(220V)变为线电压(380V),烧坏用电设备。严重时会发生电器火灾事故。

(3)零线烧断(图一“3”点),“B”相断零,“B”相的用电设备零线带电。“B”相的电器设备(如电动设备等)在无辅助接地保护的情况下,用电设备和居民家用电器的零线和金属外壳带电。人体接触零线或带电的金属外壳就会发生触电事故,甚至造成人身伤害。

三、具体控制措施

根据以上问题分析大致可以采取的办法有:

1将不对称负荷分散接在不同的供电点,以减少集中连接造成三相电流不平衡度严重超标的问题,阻止较大零序电流的发生。

2使用交叉换相等的办法使不对称负荷合理分配到各相,尽量使其平衡化,减小零序电流。

3装设平衡装置

在低压三相四线制的城市居民和农网供电系统中,由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用,并且负荷大小不同和用电时间的不同。所以,电网中三相间的不平衡电流是客观存在的,零序电流很难控制。并且这种用电不平衡状况的无规律性,导致了低压供电系统三相负载的长期性不平衡。对于三相不平衡电流,电力部门除了尽量合理地分配负荷之外几乎没有什么行之有效的解决办法……调整不平衡电流无功补偿装置,有效地解决了这个难题,该装置具有在补偿系统无功的同时还有调整不平衡有功电流的作用。其理论结果可使三相功率因数均补偿至接近1.00,三相电流调整至平衡,可以大大降低零序电流。实际应用表明,可使三相功率因数补偿到0.90以上,使零序电流调整到变压器额定电流的10%以内,有效的控制了较大零序电流的发生。 另外,在相间跨接的电容可以在相间转移有功电流。调整不平衡电流,达到降低零序电流的作用。无功补偿装置是利用wangs(王氏)定理来进行设计的,在相与相之间以及相与零线之间恰当地接入不同数量的电容器,不但可以使各相都得到良好的补偿,而且可以调整不平衡有功电流,最终达到减小零序电流的目的。

为此,我们根据四川理工学院1#学生公寓的实际情况,以降低零序电流,防止零序保护动作造成停电事故为目的。制定出一系列的整改措施意见,并针对每种用电设备属性,有的放矢的进行改造。其具体措施如下:

1根据1#学生公寓楼的实际用电性质,由三相四线制供电改为三相五线(等径)制供电,增加了一根辅助接地线。增加接地保护,确保供用电的安全;

2平衡三相负荷,对各类负荷分别进行调整,实现总体三相基本平衡,杜绝零序大电流的发生;

3建议学生公寓(共六层)每层楼的各类负荷改为单相供电;即1-2层由A相供电,3-4层由B相供电,5-6层由C相供电。从根本上改变三相负荷不同的状况,使各层楼中的感性、容性负荷就地平衡,从根本上控制零序电流的发生;

4学生公寓的电动设备及插座加装辅助接地线,使电动设备外壳可靠接地,防止在系统断零时发生触电事故,确保用电的安全可靠性;

5安装电容器(最好是安装自动补偿装置)集中或分散地对节能灯、日光灯、空调等感性负荷进行补偿;

6针对大量电脑产生的谐振,建议安装有源(或无源)滤波设备,利用电感、电容特性组成低通滤波回路,目的是让指定频段(50Hz)工频电流顺利通过,而让谐波电流给予足够大的衰减而使其受到抑制。实现过滤谐波,修复基波的目的(如图三)。

四川理工学院学生公寓经过改造,收到了很好的效果。1#学生公寓在经过改造后,从去年改造后至今,未发生一起因零序电流保护动作而引起的停电事故。

结语

总之,三相负荷不平衡(或者不对称)就会发生零序电流。零序电流的增大,会影响我们供电系统的稳定、用电设备的安全甚至人的生命。因此,我们提倡重视零线,控制零序电流。并指导和帮助客户合理平衡三相负荷、控制零序电流、保障客户和电网安全就是我们用电检查人员工作中的一项重要任务和研究课题。

参考文献

[1]四川理工学院一、二号配电室电能分析报告[R].

[2]省电机.珠海市高和机电设备有限公司[Z].

[3]电力设备接地设计技术规程[S].

[4]电气装置安装工程施工及验收规范[S].

第3篇

【关键词】非全相;失灵;负序;零序;保护整定

大型发电机变压器组220kV及以上高压侧的断路器在90年代前都采用分相操作的断路器,这种断路器操作方式在操作过程中曾多次出现非全相运行,由于非全相运行造成发电机组转子严重损坏,所以对分相操作的断路器应装设非全相运行保护和非全相运行起动失灵保护回路。

现在新安装的大型发电机变压器组220kV及以上高压侧的断路器部分采用了三相操动机构,可以在很大程度上降低发电机变压器组非全相运行的概率,然而从近年来运行情况看,三相操动机构断路器的非全相运行概率并没有完全杜绝,仍有因非全相运行造成发电机转子损坏的可能,所以三相操动机构断路器也应考虑装设非全相运行起动失灵保护回路。

非全相起动失灵保护回路一般由负序电流元件、零序电流元件及相电流元件组成。作为断路器失灵保护的动作判据,正确合理地整定这些元件的定值,是失灵保护正确动作的前提和保证。本文通过对发变组断路器非全相及失灵保护负序和零序过电流元件的整定计算,探讨负序和零序过电流元件的整定计算方法。

4.灵敏度分析

(1)系统最小运行方式下,变压器高压侧发生接地或短路故障,断路器一相拒动导致非全相运行时,变压器500kV侧负序和零序电流。

在发生接地或相间故障,断路器拒跳故障未消除时,负序和零序电流元件均能可靠动作启动非全相及失灵保护;断路器拒跳故障已消除非全相运行时,在故障前负荷电流为24%以上额定电流时一相拒跳,负序电流元件能动作、负荷电流为52%以上额定电流时,零序电流元件能动作。

(2)发变组无接地及短路故障发生,在操作合闸、手动分闸,断路器偷跳等导致断路器非全相运行,发电机带不同负荷电流时,变压器500kV侧负序和零序电流。

在50%以上额定电流时,由于操作合闸、手动分闸,断路器偷跳等导致断路器非全相两相运行,负序电流及零序电流元件能动作。

在25%以上额定电流时,由于操作合闸、手动分闸,断路器偷跳等导致断路器非全相一相运行,负序电流元件能动作。

在60%以上额定电流时,由于操作合闸、手动分闸,断路器偷跳等导致断路器非全相一相运行,零序电流元件能动作。

5.结束语

按躲过发电机长期允许的最大负序电流整定的负序电流元件,在发生接地或相间故障,由于断路器拒跳故障未消除时,负序电流元件能可靠动作启动非全相及失灵保护;若断路器拒跳故障已消除,如果故障前负荷电流为25%以上额定电流,则负序电流元件也能动作,若在操作过程中、断路器偷跳等导致断路器非全相一相运行,在非全相运行前负荷电流为25%以上额定电流时,负序电流元件能动作,若在操作过程中、断路器偷跳等导致断路器非全相两相运行,在非全相运行前负荷电流为50%以上额定电流时,负序电流元件能动作。

按躲过正常工况下的最大零序不平衡电流整定的零序电流元件,在发生接地或相间故障,由于断路器拒跳故障未消除时,零序电流元件能可靠动作启动非全相及失灵保护;若断路器拒跳故障已消除,如果故障前负荷电流为52%以上额定电流,则零序电流元件也能动作,若在操作过程中、断路器偷跳等导致断路器非全相一相运行,在非全相运行前负荷电流为60%以上额定电流时,零序电流元件能动作,若在操作过程中、断路器偷跳等导致断路器非全相两相运行,在非全相运行前负荷电流为50%以上额定电流时,零序电流元件能动作。

在非全相运行负序电流元件不能动作时,由于负序电流不超过发电机长期允许的最大负序电流,对发电机不造成危害。

综上所述,由于各种因素导致断路器非全相运行时,因非全相运行前的各种运行工况不同,从而导致起动断路器失灵保护回路中的负序电流元件和零序电流元件动作情况也不同。因此,在运行中,将负序电流元件和零序电流元件均投入运行,并按本文中的方法整定该两个元件的定值,以保证在断路器非全相工况下,发变组保护起动失灵保护回路能够可靠起动,以保证发电机的安全。 [科]

【参考文献】

[1]王维俭.电力主设备继电保护原理与应用.中国电力出版社,1996.

第4篇

【关键词】 矿井 消弧线圈 漏电 配合

《煤矿安全规程》规定:“矿井高压电网,必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A”;“严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电”。本文主要以主变压器中性点经消弧线圈接地补偿与漏电保护配合的供电系统进行分析。

1 消弧线圈并电阻接地系统的故障电流和电压分析

中性点经阻抗接地系统发生单相接地时如图1所示(A相接地)。图1中R为消弧线圈两端并联电阻,C0为电网每相对地总电容,Ic为电网对地总电容电流,IL为消弧线圈产生的电感电流・IRN为中性点电阻RN产生的有功电流。

中性点经消弧线圈并联电阻接地后,在发生单相接地时零序电流的分布如图1所示:流过接地点的零序电流有故障支路自身电容电流、非故障支路电容电流之和、消弧线圈的电感电流和并联电阻电流。在全补偿工作状态下,电感电流等于整个电阻的电容电流,两者相位相反,相互抵消,因此接地点仅流过并联电阻产生的有功电流。但对故障支路零序电流互感器原边而言,实际表现的零序电流是并联电阻产生的有功电流和故障支路自身电容电流。

有功电流的方向为从线路流向母线,相位滞后零序电压(Uo)180°;自身电容电流的方向是从母线流向线路。相位超前零序电压(Uo)90°。因此流过故障支路零序电流互感器的零序电流ILM3,超前零序电压(Uo)大于90°,小于180°。并联电阻产生的有功电流,只流过故障支路。零序电流的矢量图如图2所示。(图中的负号表示电流由支路指向母线)。流过非故障支路零序电流互感器的零序电流,仍然是本支路的电容电流,方向是从母线指向支路.相位超前零序电压(Uo)90°。

从图1可看出,消弧线圈并联电阻接地系统,零序电流不再具有中性点不接地系统电容电流的特点,依据比较零序电流方向和大小的功率方向型漏电保护装置,将失去其选择性。

2 变压器中性点经消弧线圈接地的零序电压的特征

在正常运行时,三相对地电压为相电压且三相平衡,三相线电压平衡,相位相差120°,此时中性点对地电压为零,系统无零序电压。

发生一相不完全接地后,故障相对地电压大于零而小于相电压,非故障相对地的电压则大于相电压而小于线电压,系统的相问电压(即线电压)大小和相位不发生变化,系统线电压仍保持对称。中性点发生位移,中性点位移电压大于零小于相电压,与发生故障相对地电压大小成反比。整个电网的零序电压在电网的任何部位,无论是故障线路还是非故障线路都相同,电压互感器开口三角处出现0一100V的零序电压,零序电压值与系统对地绝缘水平有关,对地绝缘水平越高,零序电压越低。

当一相发生完全接地故障时,故障相对地电压变为零,非故障相对地电压升高,为线电压、相位发生改变,系统线电压仍保持对称。中性点电压发生偏移,中性点对地电压为相电压。电压互感器开口三角处出现100V的零序电压,故障线路、非故障线路的零序电压相同。

3 变压器中性点经消弧线圈接地的零序电流的特征

正常时各相集中电容在三相对称相电压作用下,产生的电容电流是对称的,相位相差120°,并超前相应的相电压90°,各相对地电容电流矢量和为零。

一相发生接地后,中性点对地电压作用于消弧线圈两端并产生一个电感电流流过消弧线圈和接地点。在接地点处还有电容性的单相接地电流通过,在相位上超前于中性点对地电压90°。通过接地点处的总电流是电感电流和接地电容电流的矢量和,二者在相位上相差180°,因而可以互相抵消。

如果消弧线圈运行在欠补的状态下,补偿的感性电流小于整个网络的电容电流,即感抗大于容抗,零序电流方向由线路流向母线,故障线路零序电流将减少,总的零序电流为容性电流。

如果消弧线圈运行在过补的情况下,补偿的感性电流大于整个网络的电容电流,即感抗小于容抗,故障线路零序电流方向由母线流向线路,故障线路零序电流将减少,总的零序电流为感性电流。

因此主变压器中性点经消弧线圈接地系统中已无法用零序功率方向型原理区分接地故障线路和非接地正常线路。此时零序功率方向型原理的漏电保护失去作用。

4 自动跟踪补偿消弧线圈

自动跟踪补偿消弧装置一般由接地变压器、可调电抗器、阻尼电阻器和控制单元组成。接地变压器一般用于引出6―10kV电网的中性点,因为6―10kV电网的变压器一般为三角形接线,没有中性点引出,所以需要人为地引出中性点。阻尼电阻器的主要作用是用来限制消弧线圈在调整和正常运行时的谐振过电压,接线方式有与电抗器串联和并联两种方式,一般是在消弧装置调感和正常运行时起作用。在接地故障发生时,因其运行状态和接线状态由串联转变为并联状态,为便于补偿电流的输出,一般需将阻尼电阻短接或切除。

自动跟踪补偿消弧线圈装置可以自动适时的监测跟踪电网运行方式的变化,快速地调节消弧线圈的电感值,跟踪补偿变化的电容电流,在系统发生单相接地时自动进入最佳补偿状态,在系统中性点与地之间输出与系统单相接地电容电流相对应的感性补偿电流,以限制接地电流和消除接地电弧,根据消弧线圈补偿电流的调节原理可分为调匝式、高短路阻抗变压器式(相控式)、调容式、调气隙式、直流偏磁式。磁阀式的不同,使自动消弧线圈始终处于全补偿、欠补偿、过补偿状态。自动跟踪补偿消弧线圈装置正常运行在全补偿状态,单相接地时运行在过补偿状态的较多。

(1)当容性电流等于感性补偿电流时,称为消弧线圈处于全补偿状态,此时电网零序阻抗最大,零序电压最高,总的零序电流最小,且全部为电阻性电流。

(2)当容性电流大于感性补偿电流时,称消弧线圈处于欠补偿状态,总的零序电流为容性电流。

(3)当容性电流小于感性补偿电流时,称消弧线圈处于过补偿状态,总的零序电流为感性电流。

5 漏电保护配合原则

隔爆型高压真空配电装置是长平矿井普遍采用的供配电装置,该配电装置漏电保护采用零序功率方向型原理,为正确整定漏电保护,缩小漏电影响范围,保证井下高压供电安全可靠提供有力保障。

隔爆型高压真空配电装置漏电保护的配合原则:综合保护内部菜单中的漏电保护有“1”、“0”选项的,选择在“0”,但移动变电站应设置在“1”,并参照整定原则的整定;没有“1”、“0”选择的将零序电压、零序电流、动作时间均放在最大档位,以防止误动作。

矿井消弧线圈接地补偿的供电系统与高压漏电保护配合的合理,直接保证了矿井井下供电的安全可靠。

参考文献:

第5篇

【关键词】矿井;漏电保护;数据分析

近年来,随着大型矿井的增多,煤矿高压漏电保护装置无论在使用、制造和理论研究等方面都有很大的发展和变化。由于隔爆型高压真空配电装置在井下使用愈来愈广泛,配电装置漏电保护采用零序功率方向型原理,必须正确整定漏电保护,缩小漏电影响范围,保证井下高压供电安全可靠。

1.零序电压的特征

煤矿变压器中性点不接地的供电系统,发生一相不完全接地后,故障相对地电压大于零小于相电压,非故障相对地的电压则大于相电压小于线电压,系统的相间电压大小和相位不发生变化,系统的线电压仍保持对称。发生一相完全接地后,故障相对地电压变为零,非故障相的对地电压升高倍,即为线电压,系统的相间电压的大小及相位均没有发生变化,中性点发生严重位移,中性点对地电压变为相电压,电压互感器开口三角处出现100V的零序电压,故障线路、非故障线路零序电压值相。

2.零序电流的特征

正常时各相集中电容在三相对称电压作用下,产生的电容电流也是对称的,在对称点电压的作用下,各相对地电容电流大小相等,相位相差120°,各相对地电容电流矢量和为零。发生一相接地故障后,故障线路中的零序电流方向由线路指向母线,即滞后于零序电压90°,漏电零序电流的大小与接地时的运行方式和接地阻抗有关,并列回路越多零序电流越大,线路越长零序电流越大,故障线路零序电流大小为本级其它线路零序电流之和。非故障支路零序电流方向由母线指向线路,即超前于零序电压90°。

3.高压漏电保护整定原则

1)高压漏电保护装置主要采取地面变电所、井下中央变电所、采区变电所形成三级保护系统。发生接地故障的高压线路应动作于信号或跳闸。

2)关于高压漏电保护装置的动作参数选取应符合下列取值范围。

最低起动二次零序电压:U0≥3V;

最高整定二次零序电压:U0≤25V;

最低起动一次零序电流:I0≥0.5A;

最高整定一次零序电流:I0≤6A。

3)高压漏电保护系统各级纵向之间的配合选择,按时间阶梯整定。原则上最上一级时间最长,最下一级时间最短,从最下一级向上级整定时间逐渐延长。

4)移动变电站应动作于跳闸,高压电动机应动作于跳闸,一般生产线路的变压器应动作于跳闸,风机、水泵应动作于报警信号,向下级变电所馈出线路应动作于报警信号,变电所内总进线开关应动作于报警信号。

4.漏电保护经验数据整定方案

漏电保护参数的选择可参考下表参数变化规律,对电网总电容≤4μF时,其最小起动电流应取小些,最大整定电压应取大些;而对于电网总电容>4μF时,其最小起动电流应取大些,最大整定电压应取小些(见表1)。

零序电压U0按上表推荐数值,依据电网电容选取,可比上表适当放大起动电压。

零序电流I0按上表推荐数值,依据电网电容选取,可比上表适当放大起动电流。

动作时间t0依据供电关系及开关位置,从最远端取动作时间最短,向上级逐渐增大的原则选取。

5.漏电保护计算整定方案

5.1漏电零序电压的计算

整个电网的零序电压在电网的任何部位,无论是故障线路还是非故障线路都是一样的。电压互感器二次三角零序电压U0可以通过计算求得,整定值应小于计算值,必须大于起动零序电压。

式中:Rd为接地电阻,Ω;ω为角速度,弧度/秒,取314;C为电缆的接地电容,F。也可选取推荐数值为15V。

5.2漏电零序电流的计算

1)电缆线路单相接地电容电流I0j按下式计算:

6kV电缆线路:

10kV电缆线路:

式中:S为电缆芯线的标称截面,mm2;Ur为线路额定线电压,kV;I为线路长度,km。

2)架空线路单相接地电容电流I0j按下式计算:

无架空地线单回路:I0j=2.7·Ur·I·103

有架空地线单回路:I0j=3.3·Ur·I·103

3)控制变压器、电动机的零序电流I0j的选取:

控制该类负荷的零序电流特别小,可以忽略不计,选取时按躲过断路器合闸时不同期性考虑,建议根据实际选为1~2A。

4)零序电流值查表取近似值,如表2所示。

6.高压漏电保护的整定

6.1漏电报警整定

漏电I段(即漏电报警)定值按躲过线路可能出现的最大容性电流(环型或联络开关合闸时的电容电流)的1.2倍整定,则漏电保护整定值为:

I0=1.2×I0j;不投跳闸,只报警。

零序电压、零序电流、动作时间的选取:

零序电压U0原则上优先取15V,如无15V档,可依据井下电网相对较大的选20V,电网相对较小的取10V。

零序电流I0按计算或查表后计算出的零序电流,依据上式算出整定值。

动作时间t0依据纵向供电关系及开关位置,从最远端取动作时间最短,向上级逐渐增大的原则选取。

6.2漏电跳闸整定

漏电Ⅱ段(即漏电跳闸)定值按躲过线路可能出现的最大容性电流(环型或联络开关合闸时的电容电流)的1.5倍整定(1.5为可靠系数),则漏电Ⅱ段整定值为:

I0=1.5×I0j;投跳闸。

零序电压、零序电流、动作时间的选取:零序电压U0原则上优先取15V,如无15V档,可依据井下电网相对较大的选20V,电网相对较小的取10V。零序电流I0按计算或查表后计算出的零序电流,依据上式算出整定值。动作时间t0依据纵向供电关系及开关位置,从最远端取动作时间最短,向上级逐渐增大的原则选取。

第6篇

关键词:110kV线路;差动保护;向量

引言

供电系统保护选择性不好的问题通过光纤纵联差动保护能很好地解决,国内高压及超高压电力系统的线路保护广泛应用,所以它是电厂、变电站的110kV电力线路主保护的主要选择。济东新村电厂与济宁二号煤矿110kV变电所之间的110kV线路保护装置具备光纤电流差动全线速动保护,该保护具有分相电流差动、相间、接地距离保护、零序保护等功能。该保护具备分相电流差动、相间、接地距离保护、零序保护等功能。差动保护是利用基尔霍夫的ΣI=0电流定理工作的,光纤分相电流差动保护借助于线路的光纤通道,实时向对侧传递采样数据,同时接收对侧的采样数据,按相进行差动电流计算。在正常运行及区外故障情况下,流过两侧断路器的电流方向相反、大小相等,差动电流为零,保护不动作;区内故障时,两侧的断路器都向故障点提供短路电流,被保护线路的流进与流出电流不相等,差动电流不等于零,出现差动电流大于保护装置的整定值时,保护线路两侧的断路器跳开从而实现保护动作。

二、110kV线路差动原理及数据分析

差动保护装置采用南瑞RCS-943AU,其中电流差动继电器由三部分组成:变化量相差动继电器,稳态相差动继电器和零序差动继电器。

1、变化量相差动继电器

为工频变化量差动电流, 即为两侧电流变化量矢量和的幅值。

为工频变化量制动电流; 即为两侧电流变化量矢量差的幅值。

IH为“差动电流高定值”(整定值)和4倍实测电容电流的大值;实测电容电流由正常运行时的差流获得。

2、稳态Ⅰ段相差动继电器

动作方程:

为差动电流, 即为两侧电流矢量和的幅值; 为制动电流; 即为两侧电流矢量差的幅值;

IH定义同上。

3、稳态Ⅱ段相差动继电器

动作方程:

IL为“差动电流低定值”和 1.5 倍实测电容电流的大值;

定义同上。

稳态Ⅱ段相差动继电器经40ms延时动作。

4、零序差动继电器

对于经高过渡电阻的接地故障,零序差动继电器具有较高的灵敏度,其动作方程:

ICD0为零序差动电流, 即为两侧零序电流矢量和的幅值;

IR0为零序制动电流; 即为两侧零序电流矢量差的幅值; IQD0 为零序起动电流定值;

IL定义同上;

零序差动继电器经100ms延时动作。

综保装置RCS-943AU数据显示:

DSP采样值:Ua=Ub=Uc=60v,Ux=0v;本侧电流值Ia=Ib=Ic=0.74A,Io=0.01A,I2=0.00A;

对侧电流值Iar=Ibr=Icr=0.74A;差动电流值:Icda=0.01A,Icdb=1.32A,Icdc=1.34A;F=50Hz;

相角状态:Ia–Iar=180;Ib–Ibr=59;Ic–Icr=301;

数据表明系统存在以下两个问题:

1、B相、C相差动电流较大,而A相正常;

2、相角差三相不平衡。差动电流的整定值为5.4A,差动电流小于整定值,保护不动作,但设备状态存在隐患。

三、原因分析及故障排除

用本侧及对侧电流做向量图:

从相量图看本侧电流向量相序为正相序ABC,对侧电流向量相序为负相序ABC。

解决方案:将本侧或对侧的B相与C相对调。设备正在运行,将线路保护屏差动保护连接片解除,再用连接片将差动保护的CT的A、B、C、N相全部短接,用钳型电流表测量CT外引出线,确认A、B、C、N相无电流后,将CT外引出线B相与C相对调,对调完成压接好后,拆除连接片。

查看差动综保装置RCS-943AU数据显示:

差动电流值:Icda=0.01A,Icdb=0.01A,Icdc=0.01A;F=50.08Hz;

相角状态:Ia–Iar=180;Ib–Ibr=180;Ic–Icr=180;

以上数据显示正常,从而故障隐患彻底解除,随后将线路保护屏差动保护连接片恢复。

四、结束语:

本文通过分析差动原理及二次接线等,即两侧装置一侧作为参考端(控制字“主机方式”置“1”侧或纵联码大的一侧),另一侧作为同步端(控制字“主机方式”为“0”侧或纵联码小的一侧)。以同步方式交换两侧信息,参考端采样间隔固定,并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息。同步端随时调整采样间隔,如果满足同步条件,就向对侧传输三相电流采样值;否则,启动同步过程,直到满足同步条件为止。进行相位分析,查找出异常的原因即差动保护两侧电流相序相反,对运行设备进行了故障排除,从而使设备能够正常运行。

参考文献:

第7篇

在道路照明配电中,由于配电线路较长,配电线路零序阻抗较大,单相接地(零)短路电流相对较小。为了计算低压配电系统的单相接地(零)电流,需要利用不对称短路电流的计算方法。不对称短路电流可利用计算三相短路的原则进行计算。因为电压的对称分量与相应的电流对称分量成正比,因此在正序、负序和零序分量中,都能独立地满足欧姆定律和克希荷夫定律。正序、负序和零序电流也只产生相应地正序、负序和零序电压降,利用这一个重要的性质,可以用电工学中对称分量法分析在对称电路中所产生的各种不对称短路。

单相接地(零)短路电流的计算

不对称短路时,由于距发电机的电气距离很远 ,降压变压器容量与发电机电源容量相比甚小,因此,可假定正序阻抗约等于负序阻抗。单相接地(零)短路电流按下式计算:

式中Up平均线电压(V)R0Σ,X0Σ,Z0Σ配电网络的总零序电阻,总零序电抗,总零序阻抗。R1Σ,X1Σ,Z1Σ配电网络的总正序电阻,总正序电抗,总正序阻抗。

电路中主要元件阻抗

1、电力系统正序电抗的计算 在计算低压电力网络短路时,有时需要计入系统电抗XX,如果系统电抗不知,只有原线圈方面的短路容量或高压短路器的额定容量Sdn(MVA)时,则系统正序电抗可近似地按下式计算: 式中 Uj=Up平均线电压(V)Sdn原线圈方面的短路容量或高压短路器的额定容量(KVA)。

2、变压器阻抗的计算

变压器的正序电阻:

变压器的正序电抗:式中ΔPd 变压器短路损耗(kW)Ue 变压器二次侧额定电压(V)Se 变压器额定容量(KVA)Ud% 变压器阻抗电压百分比,变压器的零序电抗是与其本身结构和绕组的接法有关。目前不少厂家生产的Dyn11结线变压器比Yyn0结线变压器零序阻抗小,二次侧短路电流大,可提高一次侧过电流保护兼作二次侧单相接地保护的灵敏性。故建议使用Dyn11结线变压器,变压器的零序电阻,零序电抗的取值计算如下:R0=RⅠ+RⅡ=R1

X0=X1+XⅡ=X1 式中 R0,X0 变压器的零序电阻,零序电抗。RⅠ,X1变压器的一次绕组电阻,漏电抗。RⅡ,XⅡ变压器的二次绕组电阻,漏电抗。R1,X1变压器的正序电阻,正序电抗。

3、推导参见机械工业版社出版的高等学校教材《工厂供电》。铜、铝母线电阻电抗的计算(矩 形截面母线各相在同一平面内)

自动开关的选择

1、自动开关额定电流的确定 一千米路灯数量为14盏,高压钠灯功率因数为0.45.道路照明计算电流:

Iez≥Ijs 取Iez=100A

2、自动开关长延时动作的过电流热脱扣器额定电流的确定IZd1≥KzlIjs=1×23=23A 取脱扣器额定电流为It.e=25A

照明用自动开关长延时脱扣

器对高压钠灯的计算系数取1.参见《工厂配电设计手册》第一版表11-21.

3、自动开关瞬时动作的过电流脱扣器的确定Izd3≥Kz3Ijs=6×23=138A 取 LZd3=150A,照明用自动开关瞬时脱扣器对高压钠灯的计算系数取6.参见《工厂配电设计手册》第一版表11-21.

4、按短路电流校验自动开关动作灵敏性自动开关动作系数取1.5时,灵敏性远远达不到要求。

用自动开关动作系数及短路电流确定自动开关瞬时脱扣器整定倍数值由于单相接地电流较小,现有的热磁式自动开关瞬时过电流脱扣器的整定电流值最小为3倍脱扣器额定电流,一般较难满足灵敏性的要求。如用过电流长延时脱扣器做后备保护,容易使电缆长时间过电流,轻则烧毁电缆,重则引起火灾。由于道路配电属于单相配电,即使配电中尽量使三相平衡,零序电流仍较大,也不能使用另加零序保护装置的措施。按“JB1284-73”的规定,非选择型配电用自动开关的瞬时过电流脱扣器的整定电流值为10倍脱扣器额定电流(可调式为3~10倍),只具有瞬时过电流脱扣器的自动开关,其脱扣器整定电流值为1~3倍或3~8倍脱扣器额定电流。遗憾的是,至今尚未查到如上面规定提到的只具有瞬时过电流脱扣器的热磁式自动开关产品,包括像ABB,Schneider,Moeller等国外大公司也无此类产品。目前解决这个问题的办法:

1、加大电缆截面,降低配电线路的零序电阻和电抗,一般道路照明设计中,线路电压降都能满足规范要求,在不影响投资和施工难度的情况下,这不失为一个好办法。

2、使用电子式脱扣器,其保护短路时磁脱扣可最小做到1.5倍脱扣器额定电流。能满足保护要求。 由于本人才疏学浅,所述问题不够深入,愿与广大电气设计同仁一同探讨,同时希望引起低压厂商的注意,能生产出更多适用于各类特殊场合的产品来。于各类特殊场合的产品来。定电流值为1~3倍或3~8倍脱扣器额定电流。

遗憾的是,至今尚未查到如上面规定提到的只具有瞬时过电流脱扣器的热磁式自动开关产品,包括像ABB,Schneider,Moeller等国外大公司也无此类产品。

目前解决这个问题的办法:

1、加大电缆截面,降低配电线路的零序电阻和电抗,一般道路照明设计中,线路电压降都能满足规范要求,在不影响投资和施工难度的情况下,这不失为一个好办法。

2、使用电子式脱扣器,其保护短路时磁脱扣可最小做到1.5倍脱扣器额定电流。

能满足保护要求。 由于本人才疏学浅,所述问题不够深入,愿与广大电气设计同仁一同探讨,同时希望引起低压厂商的注意,能生产出更多适用于各类特殊场合的产品来。于各类特殊场合的产品来。定电流值为1~3倍或3~8倍脱扣器额定电流。遗憾的是,至今尚未查到如上面规定提到的只具有瞬时过电流脱扣器的热磁式自动开关产品,包括像ABB,Schneider,Moeller等国外大公司也无此类产品。目前解决这个问题的办法:

第8篇

关键词:10kV电力系统;继电保护;综合评价

110kV 系统的继电保护装置

1.1 继电保护装置的设置要求

按照工厂企业10kV 供电系统的设计规范要求,在10kV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置:

(1)10kV线路应配置的继电保护

10kV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5~0.7s,并没有保护配合上的要求时,可不装设电流速断保护;自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时,应装设略带时限的电流速断保护。

(2)配电变压器应配置的继电保护

①当配电变压器容量小于400kVA 时:一般采用高压熔断器保护;

②当配电变压器容量为400~630kVA,高压侧采用断路器时,应装设过电流保护,而当过流保护时限大于0.5s 时,还应装设电流速断保护;对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护;

③当配电变压器容量为800kVA 及以上时,应装设过电流保护,而当过流保护时限大于0.5s 时,还应装设电流速断保护;对于油浸式配电变压器还应装设气体保护:另外尚应装设温度保护。

(3)分段母线应配置的继电保护

对于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除: 另外应装设过电流保护。如采用的是反时限过电流保护时,其瞬动部分应解除;对于负荷等级较低的配电所可不装设保护。

1.2 继电保护装置的设置

1.2.1 主保护和后备保护

10V供电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。短路故障保护应有主保护、后备保护,必要时可增设辅助保护。当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时,其中

有一套动作比较快,而另一套动作比较慢,动作比较快的就称为主保护:而动作比较慢的就称为后备保护。即:为满足系统稳定和设备的要求,能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护,就称为主保护;当主保护或断路器拒动时,用以切除故障的保护,就称为后备保护。后备保护不应理解为次要保护,它同样是重要的。后备保护不仅可以起到当主保护应该动作而未动作时的后备,还可以起到当主保护虽己动作但未能切除故障时能准确切除故障的作用。

除此之外,它还有另外的意义。为了使快速动作的主保护实现选择性,从而就造成了主保护不能保护线路的全长,而只能保护线路的一部分。也就是说,出现了保护的死区,这一死区就必须利用后备保护来弥补。后备保护包括近后备和远后备,当主保护或断路器拒动时,由相临设备或线路的保护来实现的后备称为远后备保护;由本级电气设备或线路的另一套保护实现后备的保护,就叫近后备保护。

1.2.2 辅助保护

为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护,称为辅助保护。另外,10kV 系统中一般可在进线处装设电流保护;在配电变压器的高压侧装设电流保护、温度保护(油浸变压器根据其容量大小尚应考虑装设气体保护);高压母线分段处应根据具体情况装设电流保护等。

2 10kV 线路的过电流保护

2.1 零序电流保护

电力系统中发电机或变压器的中性点运行方式,有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种方式。10kV系统采用的是中性点不接地的运行方式。系统运行正常时,三相是对称的,三相对地间均匀分布有电容。在相电压作用下,每相都有一个超前90°的电容电流流入地中。这三个电容电流数值相等、相位相差120°,其和为零.中性点电位为零。

假设A 相发生了一相金属性接地时,则A 相对地电压为零,其他两相对地电压升高为线电压,三个线电压不变。这时对负荷的供电没有影响。按规程规定还可继续运行2h,而不必切断电路。这也是采用中性点不接地的主要优点。但其他两相电压升高,线路的绝缘受到考验、有发展为两点或多点接地的可能。应及时发出信号,通知值班人员进行处理。

10kV中性点不接地系统中,当出现一相接地时,利用三相五铁心柱的电压互感器(PT)的开口三角形的开口两端有无零序电压来实现绝缘监察。它可以在PT 柜上通过三块相电压表和一块线电压表(通过转换开关可观察三个线电压)看到“一低、两高、三不变”。接在开口三角形开口两端的过电压继电器动作,其常开接点接通信号继电器,并发出预告信号。采用这种装置比较简单,但不能立即发现接地点,因为只要网络中发生一相接地,则在同一电压等级的所有工矿企业的变电所母线上,均将出现零序电压,接有带绝缘监视电压互感器的电力用户都会发出预告信号。也就是说该装置没有选择性。为了查找接地点,需要电气人员按照预先制定的“拉路序位图”,依次拉路查找,并随之合上未接地的回路,直到找到接地点为止。可以看出,这种方法费力、费时、安全性差,在某些情况下这样做还是不允许的。因此,这种装置存在一定的缺陷。

当网络比较复杂、出线较多、可靠性要求高,采用绝缘监察装置是不能满足运行要求时,可采用零序电流保护装置。

零序电流保护一般使用在有条件安装零序电流互感器的电缆线路或经电缆引出的架空线路上。当在电缆出线上安装零序电流互感器时,其一次侧为被保护电缆的三相导线,铁心套在电缆外,其二次侧接零序电流继电器。当正常运行或发生相间短路时,一次侧电流为零。二次侧只有因导线排列不对称而产生的不平衡电流。当发生一相接地时,零序电流反映到二次侧,并流入零序电流继电器,使其动作发出信号。在安装零序电流保护装置时,特别注意的一点是:电缆头的接地线必须穿过零序电流互感器的铁心。这是由于被保护电缆发生一相接地时,全靠穿过零序电流互感器铁心的电缆头接地线通过零序电流起作用的。否则互感器二次侧也就不能感应出电流,因而继电器也就不可能动作。不难理解,当某一条线路上发生一相接地时,非接地线路上的零序电流为本身的零序电流。因此,为了保证动作的选择性,在整定时,保护装置的启动电流Iop(E)应大于本线路的电容电流,即:

Iop(E)=Krel×3Up×Co=Krel×Io

式中:Iop(E)―――保护装置的启动电流;

Krel―――可靠系数,如无延时,考虑到不稳定间歇性电弧所发生的振荡涌流时,取4~5:如延时为0.5s 时,则取1.5~2;

Up―――相电压值;

Co―――被保护线路每相的对地电容;

Io―――被保护线路的总电容电流。

按上式整定后,还需校验在本线路上发生一相接地时的灵敏系数,Sp 由于流经接地线路上的零序电流为全网络中非接地线路电容电流的总和,可用3Up×(Cs- Co)表示,因此灵敏系数为:

Sp=3Up×Cs- Co)/Krel3UpωCo=(Cs- Co)/KrelCo

上式可改写成:

Sp=Ios- Io/KrelIo=Ios- Io/Iop(E)

式中:Cs―――同一电压等级网络中,各元件每相对地电容之和;

Ios―――与Cs 相对应的对地电容电流之和。

对电缆线路取大于或等于1.25;架空线路取1.5;对于架空线路,由于没有特制的零序电流互感器,如欲安装零序电流保护,可把三相三只电流互感器的同名端并联在一起,构成零序电流过滤器,再接上零序电流继电器。其动作电流整定值中,要考虑零序电流过滤器中不平衡电流的影响。

2.2 三段式过电流保护装置

由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分,所以不能作为线路的主保护,而只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护。略带时限的电流速断保护能保护线路的全长,可作为本线路的主保护,但不能作为下一段线路的后备保护;定时限过电流保护既可作为本级线路的后备保护(当动作时限短时,也可作为主保护,而不再装设略带时限的电流速断保护。),还可以作为相临下一级线路的后备保护,但切除故障的时限较长。

一般情况下,为了对线路进行可靠而有效的保护,也常把瞬时电流速断保护(或略带时限的电流速断保护)和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。

对于第一段电流保护,究竟采用瞬时电流速断保护,还是采用略带时限的电流速断保护,可由具体情况确定。如用在线路一一变压器组接线,以采用瞬时电流速断保护为佳。因在变压器高压侧故障时,切除变压器和切除线路的效果是一样的。

此时,允许用线路的瞬时电流速断保护,来切除变压器高压侧的故障。也就是说,其保护范围可保护到线路全长并延伸到变压器高压侧。这时的第一段电流保护可以作为主保护;第二段一般均采用定时限过流保护作为后备保护,其保护范围含线路一变压器组的全部。

通常在被保护线路较短时,第一段电流保护均采用略带时限的电流速断保护作为主保护;第二段采用定时限过流保护作为后备保护。实际中还常采用三段式电流保护。就是以瞬时电流速断保护作为第一段,以加速切除线路首端的故障,用作辅助保护:以略带时限的电流速断保护作为第二段,以保护线路的全长,用作主保护;以定时限过电流保护作为第三段,以作为线路全长和相临下一级线路的后备保护。对于10kV(含35kV)供电线路今后宜选用两段式或三段式电流保护。

因为这种保护的设置可以在相临下一级线路的保护或断路器拒动时,本级线路的定时限过流保护可以动作,起到远后备保护的作用;如本级线路的主保护(瞬时电流速断或略带时限的电流速断保护)拒动时,则本级线路的定时限过电流保护可以动作,以起到近后备的作用。

310kV 系统继电保护的综合评价

3.1 定时限过电流保护与反时限过电流保护的配置

10kV系统中的上、下级保护之间的配合条件必须考虑周全,考虑不周或选配不当,则会造成保护的非选择性动作,使断路器越级跳闸。保护的选择性配合主要包括上、下级保护之间的电流和时限的配合两个方面。应该指出,定时限过电流保护的配合问题较易解决。由于定时限过电流保护的时限级差为0.5s,选择电网保护装置的动作时限,一般是从距电源端最远的一级保护装置开始整定的。为了缩短保护装置的动作时限,特别是缩短多级电网靠近电源端的保护装置的动作时限,其中时限级差起着决定的作用,因此希望时限级差越小越好。但为了保证各级保护装置动作的选择性,时限级差又不能太小。虽然反时限过电流保护也是按照时限的阶梯原则来整定,其时限级差一般为0.7s。而且反时限过电流保护的动作时限的选择与动作电流的大小有关。也就是说,反时限过电流保护随着短路电流与继电器动作电流的比值而变,因此整定反时限过电流保护时,所指的时间都是在某一电流值下的动作时间。还有,感应型继电器惯性较大,存在一定的误差,它的特性不近相同,新旧型的特性也不相同。所以,在实际运行整定时,就不能单凭特性曲线作为整定的依据,还应该作必要的实测与调试。因此,反时限过电流保护时限特性的整定和配合就比定时限过电流保护装置复杂得多。通过分析可以看出,目前10kV新建及在建工程中,应以配置三段式或两段式定时限过电流保护、瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护为好。

3.2 一相接地的保护方式

10kV中性点不接地系统中发生一相接地时,按照传统方式是采用三相五铁心柱的JSJW- 10 型电压互感器作为绝缘监视。但是,如果选用手车式高压开关柜后,再继续安装JSJW- 10 就比较困难,因此较为可取的办法是采用零序电流保护装置。

第9篇

【关键词】小电流接地选线;单相接地故障;零序互感器

1.引言

我国中低压配电网大都采用中性点非直接接地方式。在这类电网中发生单相接地故障时,接地故障处仅流过线路电容电流,其数值较小(因此此类电网通常称为小电流接地系统);由于不产生接地电流,且线电压仍是对称的,不影响用户的正常供电。规程规定允许运行1-2小时,但此时非故障相对地电压升至线电压水平,可能导致其绝缘薄弱处发生对地击穿,从而事故扩大,尤其是以电缆为主的配电网,电缆一旦发生单相接地,多发展为永久性的相间或三相故障。因此迅速确定单相接地时的接地线路对供配电系统的安全运行意义重大。目前,在中性点非直接接地系统中,大多安装了微机小电流接地选线装置,用于单相接地故障时,在线自动查找接地故障线路。我公司供电系统多采用YH-B11型微机保护装置,但在实际运行过程中,发生装置拒选线、误选线现象。下面就结合两起选线装置据动及误动故障进行分析。

2.两起故障及原因分析

我公司110kV大高炉变电站、110kV陈家庄变电站均装有YH-B11型微机型小电流接地选线装置。实际运行过程发生了拒选线及误选线现场。

2011年6月21日,110kV大高炉变电站站10kV母线Ⅱ段上1205线发生接地,小电流接地选线装置实际选线1206。通过调取选线装置的录波数据,进行查看后,发现1205线的CT极性与1206线的CT极性同时接反,从而导致发生接地时,装置线路误选。

2011年6月23日,110kV陈家庄变电站35kV母线Ⅱ段上3537线发生线路单相接地故障,零序电压达到116V时,但YH-B811装置没有正常动作,进行选线。经现场存排查,发生故障时,装置未正常启动,无录波数据,无告警信号。从现象来判定,装置未正常采集到零序电压,由于该站原装有较早型号选线装置采集到了零序电压,判定应是之前屏内零序电压端子出现了虚接情况,从而导致装置无法正常采集零序电压,进行选线。

3.小电流接地选线装置常见问题及解决方法

通过对两站的故障进行排查后,可以看出,两起故障皆为工程施工不完善所造成,产品安装后,由于变电站皆带电运行,为保证安全生产,不能进行停电试验,无法判断整个站内零序CT、零序PT的极性和接线的正确性和完备性。下面就微机型小电流接地选线装置可能造成装置

3.1 零序电流互感器选择不当造成选线装置不能可靠动作

冶金企业馈出线大多采用电缆线路,特别是35kV供电线路多采用单芯电力电缆,系统单相接地时,接地电流较大。如果零序电流互感器变比选择过小,较大的电容电流会造成零序电流互感器极性饱和,零序电流互感器二次电流畸变造成选线装置不能正确启动。因此,在进行微机型选线装置安全选择时,要结合系统规模及电容电流情况,适当选择零序电流互感器变比,选择精度高、灵敏度高的零序电流互感器。

3.2 零序电流互感器安装位置错误造成选线装置不能可靠动作

零序电流互感器与高压电缆头的相对位置关系绝定了零序电流互感器是否能够监测到故障时系统产生的不平衡的电容电流。电缆穿过零序电流互感器时,接地点(电缆接地线与电缆金属屏蔽的焊点)在互感器以上时,接地线应穿过互感器后才接地;电缆接地点在互感器以下时,接地线应直接接地。其他安装方式均属典型错误的位置,将造成接地故障时采集不到零序电流,因而使选线装置不能正确动作。

3.3 零序电流互感器接线极性错误造成选线装置不能可靠动作

零序电流互感器标有“P1”(或者“L1”)端应朝向高压母线,二次端子的极性与微机选线装置的极性应一致,否则零序电流就会直接流入大地而未通过选线装置。所以极性接法也将导致保护装置不能正确动作。

所有馈出线的零序电流互感器电气特性应基本一致,一、二次极性应核对正确,零序互感器的引出极性一定要统一。选线装置接线时,必须注意与零序互感器的同名端保持一致,且应按微机保护装置的要求接入,为了防止电磁干扰减小误差,二次电缆最好选用屏蔽电缆,屏蔽层两端接地。

3.4 灭弧装置与选线装置配合不当造成选线装置不能可靠动作

由于冶金企业多数采用电缆线路,为最大限度的减少单相接地时对电缆的损伤,多数变电站母线均安装有灭弧装置。我单位多数变电站35kV母线或10kV母线上均装有合肥凯利有限公司生产的灭弧装置。此类产品检测到系统单相接地时,装置自动动作将接地相金属性接地,以消除接地点得电弧。在装有灭弧装置的变电站,微机选线装置就要求与灭弧装置动作时间能够配合,在灭弧装置动作前,微机选线装置选出接地线路。因此在选择选线装置时,应根据灭弧装置的动作时间来考虑选线装置的选线时间,确保选线装置选线时间小于灭弧装置的动作时间,以提高微机选线装置的动作可靠性。

第10篇

【关键词】微控制器模块;信号采集;各序分量;接口

0.概述

娘子关发电厂从2004年开始,逐渐将厂用电电动机的保护更换为南京东大金智电气自动化有限责任公司的WDZ-430型电动机微机保护装置,现只将该装置在调试和运行过程中发生的一些问题,对该保护的应用做一些分析。

1.WDZ-430型微机保护装置的原理

1.1 WDZ-430型微机保护装置的基本原理

装置在通电后,首先进入监控状态,然后再进入调试状态或运行状态。在调试状态,通过装置面板整定参数值,并将整定值送入存储器。在运行状态,由两个CT同时将A相与C相电流分别变比成零序电流信号,这三个电流信号通过各自的转换电阻转换成对应电压信号,这三个电压值经滤波后,在中央处理器控制下,通过A/D转换器对每路进行定时间、定次数模数转换,得到相应数字量,再经过软件运算取得二相电流,正序电流、负序电流、零序电流值,然后与存储器中的设定值进行比较,最后判断是否执行出口。

1.2微机保护装置的动作判据

速断保护:I3>Iset且T>Tset。

正序保护:I1>I1set且T1>T1set。

负序保护:I2>I2set且T2>T2set。

零序保护:I0>I0set且T0>T0set。

启动保护:I3>Iqset或I1>I1qset且T1>T1set或I2>I2qset。

且T2>T2set或I0>I0qset且T0>T0set。

(其中:set含义为整定值,q为启动。)。

2.WDZ-430型微机保护装置的整定计算及新安装校验

2.1速断保护

a.定值整定:考虑到电动机启动过程中电流有瞬时由低到高的跳变现象,且电流值很大,所以在整定时按6倍电动机额定值来计算。速断整定值=可靠系数×起动倍数×额定电流/CT变比(计算出来的定值取整,时间为0秒)。

b.性能校验:同时接通A、B、C三相电流,调节电阻,使其中一相或二相电流超过速断保护整定定值1.02倍,出口继电器应出口闭合,出口指示灯亮,速断指示灯亮,动作时间为0秒。

2.2正序过电流保护

a.定值整定:正序过流定值=可靠系数×额定电流/(返回系数×CT变比)。

b.性能校验:同时接通A、B、C三相电流,调节角度和电阻,使正序电流加大到保护整定值的1.02倍,且时间调整到整定值,出口继电器应出口闭合,出口指示灯亮,正序指示灯亮。正序与A、C相电流以及相间夹角(Ic落后Ia的角度)的关系见下图。单位:安培、角度。

2.3负序过电流保护

同时接通A、B、C三相电流,调节角度和电阻,使负序电流加大到保护整定值的1.02倍,且时间调整到定值,出口继电器应闭合,出口指示灯亮,负序指示灯亮。负序与A、C相电流以及相间夹角(Ic落后Ia的角度)的关系见下图。单位:安培、角度。

2.4零序保护

接通零序电流,升零序电流值超过整定值1.02倍,并延时到定值时间,出口继电器应出口闭合,出口指示灯亮,零序指示灯亮。当A、C二相均无电流时,自动退出零序保护。

2.5启动保护

调好定值以及时间为大于0秒,进行电流冲击试验,因为装置的电动机启动状态的判定依据是A、C二相电流中的一相或二相,在瞬时有由低到高的跳变现象。

3.试运行过程中出现的问题及对策

(1)正常运行中电流突增或机械超载均会引起速断电流保护的动作,可适当的改变整定值来消除速断保护误动。

(2)微机保护的抗干扰性能也需提高。

a.由于PT谐振等因素的存在,保护出现过误动,可以通过使用屏蔽电缆来加强保护装置的屏蔽,或增加抗干扰装置来提高本保护的抗干扰能力。

b.高压系统的操作引起的高频振荡电流,所产生的电磁场的变化在装置进线中感应的干扰电压和电流,6KV厂用电系统是一个操作相对频繁的区域,其干扰源多,电容式PT或变压器的投入或切除,在一定条件下常引起瞬时过电压和高频振荡,而微机保护装置的集成度高、工作电压低、容量大、速度快,对外界的干扰较敏感,而且对干扰脉冲的承受能力低,如果干扰达到一定程度会引起保护的误动或拒动,可通过远离干扰源或采用屏蔽电缆,并将屏蔽层两端接地来增强抗干扰能力。

(3)液晶循环显示,依次为A相、C相电流值、正序、负序、零序的电流分量值和热过载值。操作起来重复次数多,也不直观,应通过软件编程来加以改进,直接显示输入值。

(4)装置的背部接线为插拔式,而在娘子关电厂该装置大部分装在开关柜的门上,在开关门的过程中,易造成电压回路断线和CT二次回路开路,所以要求厂家在制造时将背部接线改为固定螺丝压接式。

(5)电动机的启动时间过长,有可能使保护误动。在电动机的启动过程中,如果电流没有超过启动整定值,启动保护不动作,而在规定的启动时间到时,实际电流没有降到额定电流以下,这时由于装置已将电动机运行整定值作为保护判据,装置有可能保护动作,这样造成的结果是:电动机一起就跳,严重时,会使电动机的绝缘损坏,烧坏开关和电机。应通过调整保护的时间来躲过启动时间。

(6)电动机运行过程中,由于电动机的非正常运行,此时故障量不满足微机保护动作跳闸判据,容易造成电动机过热,严重时会烧毁电动机。要求保护装置能够模拟散热,并能通过散热过程使热积累值降低到定值以下,才允许电动机再次启动。

4.几种典型的向量分析

由于在前面3中提到的校验方法复杂,所以通过几种典型的向量分析来找出I1和I2的关系,来简化装置的校验方法,以适应工作现场的要求。(1)装置输入一相电流IA有I1=I2=IA/3。(2)装置输入二相等电流IA=IC有I1=I2=IA。(3)A、C二相电流极性相同时I1=IA有I2=0。(4)A、C二相电流极性相反时I1=0I2=IA。(5)A相电流同名端接反时:I1=√3IA/3;I2=√3IA/3;I1=I2/2。(6)A、C相电流极性相反且A相电流的同名端相反时:I1=2√3IA/3;I2=√3IA/3;I1=2I2。(7)A、C相短路故障时:IA=-IC;IB=0;I1=√3IA/3;I2=√3IA/3;I1=I2。通过向量分析后,可使用单相电流发生装置,在工作现场对装置进行简易校验。选择A、C相接入,就可校验装置的各项保护。

a.速断保护。接通单相电流,调电阻,按1.02倍的整定值来调,出口继电器应动作,出口指示灯亮,速断灯亮。

b.正、负序保护。接通单相电流A或C相均可,相当于断一相,正、负序电流值均为单相电流的√3/3倍。

c.零序保护。接通零序电流,按1.02倍的定值调,经过整定时间的延时后,出口继电器闭合,保护动作。出口指示灯亮零序灯亮。零序电流的接入按最大电流不大于200mA。

第11篇

关键词:消弧线圈;故障选线;并联电阻;零序有功分量

中图分类号:TM72 文献标识码:A

随着科学技术的发展和社会需求,近年来我国配电网规模逐渐扩大,用电设备容量也逐年增加。特别是在电力线路上,近年来电缆呈现增多趋势,而随着电线电缆的增加,当发生电路故障时,单相接地故障产生的容性电流也增大。为了解决该问题,供电局目前主要采用中性点经消弧线圈接地模式。

当单相接地故障发生,它表现的主要特点为电流小,相对应的非故障电压反而升高,但整个电力系统的电压保持正常,还可以正常继续运行1h~2h。单相接地故障虽然对整个电力系统电压不造成影响,但长期发生故障会影响整个电力系统的正常运行,安全问题也随之增加,为了预防安全隐患,也为了保持整个电力系统的正常运行,在发生故障之后,必须正确地找出故障点,立即解决。

但是消弧线圈的感性电流补偿电容电流后,故障特征变微弱,使得选线装置难以感受到故障量,从而选线变得困难。所以,解决选线不准的核心就在于不影响消弧补偿的前提下使故障量明显。

1.目前消弧线圈接地选线的普遍情况

目前供电局主要采用的消弧选线装置主要有两种,分别是广州智光电气生产的消弧选线装置和上海思源电气的5次谐波法。在购买装置时,相关设备试验性良好,但在实际使用过程中,却容易出现失效。广州智光电气采用消弧选线装置原理为:接地选线和消弧线圈联合,在消弧线圈补偿时提供扰动量,结合补偿前后各条线路零序电流的变化进行判断。但是故障线路零序电流大小变化和接地过渡电阻阻值有关,一般是阻值越小,电流越大;阻值越大,电流越小。当它在判断高阻接地时,由于电流过小,就难以判断。

上海思源则采用5次谐波法,它的运用原理为:线路电容电流的5次谐波大于消弧线圈补偿电流5次谐波,利用线路电流谐波和消弧线圈补偿谐波的相反原理,可以判别出故障线路和非故障线路。但由于电力系统中存在非线性铁芯设备,且数量较多,这些非线性铁芯设备产生的谐波较高,而零序5次谐波电流的幅值很小,故障量不明显,在干扰下,就难以判断故障线路。

鉴于以上消弧接地选线装置普遍存在实际选线不准的问题,经了解佛山供电局已经开始对部分变电站进行了消弧线圈及选线装置改造,目前采用的故障选线方式为利用消弧线圈并联小电阻。连接原理为:在消弧线圈两端并联小电阻,小电阻增加的电流会使接地电流相位幅值发生明显的改变。这样的连接方法有效克服消弧选线装置和5次谐波法的缺点,金属接地、母线接地、高阻接地发生故障后都能准确地选线,实际准确性高达100%。下面就短时投切并联小电阻接地选线的原理和零序电流有功分量法的计算方法进行分析讨论。

2.消弧线圈短时投切并联小电阻的接地选线原理

在实际选线的过程中,由于零序电流互感器等因素的影响,有功分量太小造成选线准确性难以保证。而在消弧线圈两端并联一个电阻可以提高消弧选线的正确性。当发生单相接地故障,短时间内可控电抗器立即输出补偿电流,减小接地产生的电流,最终消除弧光。如果是瞬时性接地故障,则故障消除,恢复正常状态;若为永久接地故障,则可以通过控制高压接触器将小电阻瞬时投入系统中,借助有功电流产生的变化选线,而因为并联电阻产生的零序有功电流只通过故障线路,故障线路的零序有功功率比非故障线路大,因此可以以零序有功分量作为选线的判断依据,这样的方式可以提高故障选线的准确性,再利用线路保护装置将接地线路跳闸,隔离故障线路。

单相接地故障发生后,5s内中性点的零序电压可以达到稳态值,这时并联小电阻,可以避免单相接地时的暂态过程和瞬时性接地故障。小电阻的阻值选择需要依据单相金属接地故障产生的电流,并联运行时间需要根据各条线路对零序电流采样时间决定。过流保护的出口时间一般为3s~5s,远远大于小电阻的投入并联的短暂时间,因此并不会对系统原有的运行方式造成任何影响。当选线结束后,立即退出并联电阻,通流时间控制在1s之内。

3.零序电流有功分量法的计算分析

以下详细展现3条出线的中性点经消弧线圈并联小电阻接地系统,为了观察方便,经过简化画出单相接地时三相的电容电流分布图,如图1所示。

由上可知,本支路对地电容产生的容性电流是流过非故障线路的唯一零序电流,相位超前零序电压90°。但通过故障线路的零序电流包括3种:

第一是非故障线路零序电流之和,相位滞后零序电压90°;

第二是消弧线圈产生的补偿电流,相位超前零序电压90°;

第三是中性点电阻产生的电流,相位滞后零序电压180°,此电流为有功分量。

永久性单相接地故障发生时,连接在消弧线圈上的电阻通过断路器或者双向晶闸管接入,使通过故障点的电流加大。

I=IR+IL+IC

简单来说,

因为电感电流与电容电流互为补偿关系,因此IL+IC≈ 0,因此I≈IR。

由此可知,并联在消弧线圈上的电阻R取值合适,就可以加大流过故障点的有功电流分量,而有点电流分量加大后导致通过故障点的零序电流增加,而非故障线路通过的电流较小,由此可以判断故障线路和非故障线路。当故障线路选出后,并联小电阻的退出可以通过断开断路器来完成。

图2展示了故障和非故障线路零序电流向量。由图2可见,系统发生单相接地故障时,消弧线圈在没有并联电阻的前提下,通过故障线路的零序电流可能比非故障线路的零序电流小,这样的情况下就难以判断故障和非故障线路;如果消弧线圈并联小电阻,通过故障线路的电流只有并联电阻产生的零序电流,故障线路的零序电流增大后,就可以判断故障线路和非故障线路。

4.消弧线圈短时投切并联小电阻的理论和实际效果

从理论的角度来看,消弧线圈并联电阻后,既能使用消弧线圈本身的优点,同时又能避免消弧线圈难以判断故障和非故障的缺点。同时,并联电阻运行时间短,对电路系统产生影响小,因此中性点经消弧线圈接地系统,用短时投切并联小电阻进行故障选线是一个可供选择的方案,这对进一步保证供电质量、提高供电可靠性具有很大益处。

从运行的角度来看,由于供电局新改造的短时投切并联小电阻的消弧选线装置,还没有按投入并联小电阻的方式整定,所以实际运行中的选线正确性效果还暂时未能验证。不过,根据兄弟单位供电局的短时投切并联小电阻消弧选线装置的实际运行情况来看,选线准确性几乎达到了100%。

结语

随着相关技术和配电网的发展,中性点经消弧线圈接地方式逐渐得到广泛使用,然而消弧线圈产生的电感电流抵消了故障线路中的电容电流,给选线准确性带来了难题。本文针对目前供电局消弧选线装置普遍存在实际选线准确性较差的情况,通过零序电流有功分量法的计算方法,从并联小电阻的接地选线原理进行研究分析,阐明了短时投切并联小电阻方案的可行性,同时验证了该方案选线的准确性。

参考文献

[1]广州智光电气有限公司. DDS-02E 型配电网接地故障智能检测装置技术说明书 [Z]. 2003:6-7.

[2]上海思源电气股份有限公司. XHK-II-ZP 型消弧选线自动调谐及成套装置使用说明书 [Z]. 2007:14-15.

[3]贺家李.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社,2010.

[4]牟龙华.零序电流有功分量方向接地选线保护原理[J].电网技术,1999,23(9):60-62.

第12篇

关键词:高压断路器非全相保护电流闭锁

在220kV及以上电压等级的电网中,普遍采用分相操作的断路器,由于设备质量和操作等原因,运行中可能出现三相断路器动作不一致的异常状态,如何消除这种异常状态,存在不同认识,各系统也有不同做法。下面结合系统和保护的实际运行情况,就装设断路器非全相保护的必要性进行阐述,对当前非全相保护的常见方案进行分析,并对3/2断路器接线的非全相保护的一些问题进行探讨。

1装设非全相保护的必要性

电力系统在运行时,由于各种原因,断路器三相可能断开一相或两相,造成非全相运行。如果系统采用单重或综重方式,在等待重合期间,系统也要处于非全相运行状态。但是,系统非全相运行的时间应有所限制,这是因为:

a.系统要求。当系统处于非全相运行状态时,系统中出现的负序、零序等分量对电气设备产生一定危害。

b.保护要求。由于出现负序、零序等分量,使得系统中的一些保护可能处于启动状态。例如:目前常用的11系列微机线路保护,当系统由全相变为非全相运行时,如果保护突变量元件启动,在判断无故障后,保护程序转入振荡闭锁模块,若该线路零序分量数值大于零序辅助启动元件定值时,程序将处于振荡闭锁状态,超过12s时,保护将报告电流互感器(TA)断线,整套保护中仅余少数保护功能起作用,严重影响保护的可靠性。系统中的负序、零序等分量还可能使一些保护(如零序电流保护)动作跳闸,误断开正常运行的线路。

对于系统采用单重、综重等方式,故障跳闸造成的非全相运行,若重合闸成功,系统自然很快转入全相运行;若重合于故障,断路器三相跳闸,系统也转入全相运行。对这种等待重合的非全相状态,系统中的设备和保护必须予以考虑。例如某些保护段可采取提高定值、加大延时等措施,以躲过重合闸周期。

对于因设备质量、回路等问题造成的非全相状态,情况要复杂一些。例如,断路器偷跳一相,由于断路器位置不对应,重合闸应当启动,将断路器重合,而如果断路器有问题,偷跳相不能重合,该断路器将非全相运行。对这类非全相状态,由设备主保护消除的还不多。仍以11系列微机线路保护为例,如果保护选跳或断路器偷跳后未重合造成的非全相运行,从保护功能上看,可能仅有不灵敏零序段或灵敏零序段保护起作用,而它们还要受到定值和方向元件的制约,也就是说,线路保护本身对此可能无能为力。

因此,综合考虑以上各种因素,应当装设能反映断路器非全相运行状态的非全相保护,作用于跳开已处于不正常状态的断路器。至于目前有些断路器机构箱中有反映断路器三相位置不一致的保护,各地可根据实际情况使用。

2非全相保护的常用方案分析

非全相保护的实现,一般需要反映断路器三相位置不一致的回路,可以采用断路器辅助触点组合实现,也可以采用跳闸位置、合闸位置继电器的接点组合(该接点组合一般由操作箱给出)实现,以下均称之为三相不一致接点。目前,专用非全相保护的常见方案有以下几种。

2.1三相不一致接点直接启动时间继电器

如图1所示,无电流接点时,这种方案与配置在断路器机构箱内的非全相保护类似,比较简单,也能起到应有的保护作用。

华北网在反措实施细则中明确要求“非全相保护应直接用断路器辅助接点作为判据,取消电流判别回路”。但是,由于断路器辅助接点的不可靠性及引入电缆运行环境的影响等因素,运行中发生了多次非全相保护误动的事例。如1997年2月1日,华北小营站2212断路器HWJ的A相,操作箱到断路器的电缆断线,最后导致非全相保护误动。基于运行实践,我们认为该方案的安全性值得怀疑。

2.2三相不一致接点串接零序电流继电器接点后启动时间继电器

如图1所示,该方案与2.1节方案相比,增加了零序电流闭锁判据,安全性有了很大的提高。由于零序电流较易获得,该方案在系统中获得了比较广泛的应用。主要问题是零序电流的整定。目前,河北电网一般按躲过正常负荷下的不平衡电流整定(一次值约为100A),但是显然地,当线路负荷较小时,非全相保护可能拒动。例如:1999年1月21日河北里县站里章线242断路器,因手跳继电器A相绝缘击穿,造成线路非全相运行,非全相保护拒动,后值班人员手动拉开B相、C相。非全相保护拒动的原因是该线路负荷较小,非全相运行时的零序电流达不到定值(一次值为120A)。该方案的另一问题是,不能用于末端变压器中性点不接地运行的辐射线路,因为当辐射线路非全相运行时,系统中仅出现负序分量,无零序电流流过该线路,这种方案的非全相保护自然要拒动。例如,1998年8月13日河北孙村站孙任线263断路器,在线路故障重合时,因重合闸接点问题,C相未重合,造成非全相运行,但非全相保护拒动,就是因为在当时的系统运行方式下,孙任线单带任东站运行,任东站主变220kV侧中性点未接地运行,263断路器非全相时,线路无零序电流。目前,微机型保护装置中,CSI101/121采用此方案,属于传统非全相保护的微机化产品,三相不一致接点为开关输入量,经内部零序电流判别,延时出口。

2.3三相不一致接点串接负序电流继电器接点后启动时间继电器

该方案与2.2节方案类似,仅电流判别采用负序分量,一般用于负序电流较易获得的情况,例如发电机—变压器组成套保护中。负序电流也可按躲过正常运行时的不平衡电流整定,当负荷较小时,也可能拒动。较2.2节方案优越之处在于可用于末端变压器中性点不接地运行的辐射线路。目前微机型保护装置中,WFBZ—01沿用此方案。

2.4三相位置接点与无流判据组合后启动时间继电器

随着微机型保护装置的发展,非全相保护的电流判据,乃至其构成,均趋于多样化。仅举目前应用比较广泛的LFP—921装置中的非全相保护的构成进行分析。

如图2所示,三相跳闸位置继电器的接点作为开关输入量引入装置,当任一相TWJ动作且无电流时,确认该相断路器在跳开位置,当任一相断路器在跳开位置而三相不全在跳开位置时,若控制开关在合后,则确认为三相不一致,经延时跳闸。

该方案的优点在于适用性广,可应用于各类情况。缺点仍如前述,在负荷较小时,非全相保护可能拒动,但无电流门槛可以整定得较低,灵敏度比零序、负序电流闭锁的方案要高。目前LFP—921装置无电流的门槛固定为0.06In。

综合比较以上几种方案,只采用三相不一致接点的方案简单,但安全性较差,有电流闭锁的方案提高了安全性,但降低了可依赖性。在采用有电流闭锁的方案时,若负荷较小,非全相保护必然拒动,但考虑到此时系统所承受的负序、零序分量必然很小,对系统和保护的运行已无大碍,且在这种情况下,也有相应的灯光信号指示运行值班人员,可以人工处理。因此,非全相保护以有电流闭锁为佳,电流闭锁的定值应考虑系统和保护的承受能力,尽量低一些。

33/2断路器接线的非全相保护

对3/2断路器接线的变电站,非全相保护的配置可以按断路器配置,也可以按线路(变压器)配置。

按断路器配置时,如果采用第2.1节所述的方案,则各断路器均可独立设置。但如前所述,此方案的安全性存在问题,如果增加电流闭锁,无论是零序、负序,均又分2种情况:1)电流用线路电流,即和电流,各断路器三相不一致接点均串联线路的零序(负序)电流继电器接点,中间断路器使用两线路电流继电器的接点并联作为电流判据。此时,若仅某一断路器出现非全相,而另一断路器未同时出现非全相,或两断路器断开相不同时,则仍维持各断路器的正常运行。零序、负序电流可按前述方法整定。该方案的主要问题是组屏接线较复杂,安装单元划分不很清晰。2)电流用断路器电流。该方案的主要问题是零序、负序电流的整定。由于断路器在正常运行时,两断路器负荷可能分配不均衡,断路器的零序、负序电流已经很大,在这种情况下,零序、负序电流闭锁的方案应该说是不可取的。目前比较可行的方案是第2.4节提到的诸如LFP—921非全相保护的采用无流判据的方案。

按线路(变压器)配置时,三相不一致接点为两断路器的接点串联,电流闭锁自然使用线路(变压器)电流。例如河北西柏坡电厂发电机—变压器组的非全相保护,配置在发电机—变压器组成套保护柜中,电流闭锁用发电机—变压器组的负序电流,引入两断路器的串联的三相不一致接点。这种配置方式与按断路器配置使用线路电流闭锁的情况类似。

比较上面的两种配置方式,各有优缺点。考虑到断路器非全相时,必须停用才能处理,同时考虑二次接线的简洁、清晰,非全相保护以按断路器配置为好,电流闭锁采用断路器电流的有无作为判据。

4结语

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