低壓電網(wǎng)繼電保護(hù)的運行問題分析

陳翔宇

（漳州電業(yè)局變電部，福建 漳州 363000）

微機繼電保護(hù)以其明顯的優(yōu)勢得到越來越廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在中低壓等級的微機繼電保護(hù)裝置成本已經(jīng)較低，一些小型的變電站、開關(guān)站、工礦企業(yè)都己采用微機繼電保護(hù)。

1 10kV微機繼電保護(hù)

由于10kV系統(tǒng)中包含著一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。又由于一次系統(tǒng)比較簡單、更為直觀，在考慮和設(shè)置上較為容易；而二次系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，并且二次系統(tǒng)包括了大量的繼電保護(hù)裝置、自動裝置和二次回路。所謂繼電保護(hù)裝置就是在供電系統(tǒng)中用來對一次系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制和保護(hù)，由繼電器來組成的一套專門的自動裝置。為了確保10kV配電系統(tǒng)的正常運行，必須正確的設(shè)置繼電保護(hù)裝置。

1.1 繼電保護(hù)原理

在變電站發(fā)生短路故障時，許多參量比正常時候都有了變化，當(dāng)然有的變化可能明顯，有的不夠明顯，而變化明顯的參量就適合用來作為保護(hù)的判據(jù)，構(gòu)成保護(hù)。比如：根據(jù)短路電流較正常電流升高的特點，可構(gòu)成過電流保護(hù)；利用短路時母線電壓降低的特點可構(gòu)成低電壓保護(hù)；利用短路時線路始端測量阻抗降低可構(gòu)成距離保護(hù)；利用電壓與電流之間相位差的改變可構(gòu)成方向保護(hù)。

1.2 10kV變電所繼電保護(hù)配置

按照變電站10kV配電系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范要求，在變電站變壓器、母線和10kV輸電線路上均應(yīng)設(shè)置繼電保護(hù)裝置。

1.2.1 變壓器繼電保護(hù)

對于10kV變電站的主變壓器，通常應(yīng)該設(shè)置以下保護(hù)：

1.2.1.1 過電流保護(hù)。在整定計算中，如果過電流保護(hù)動作時間大于0.5s～0.7s時，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。

1.2.1.2 瓦斯保護(hù)。容量800kVA及其以上的油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，作為變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的主保護(hù)。

1.2.1.3 電流速斷保護(hù)。繼電保護(hù)系統(tǒng)將電流速斷保護(hù)與瓦斯保護(hù)相互配合，可快速切除變壓器高壓側(cè)及其內(nèi)部的各種故障，均為變壓器的主保護(hù)。

1.2.1.4 過電流保護(hù)。為了防止變壓器外部短路引起的過電流和作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)而裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置。

1.2.1.5 溫度保護(hù)。當(dāng)變壓器油溫升高或冷卻系統(tǒng)工作不良時，繼電保護(hù)裝置動作跳閘，保護(hù)變壓器及對應(yīng)運行系統(tǒng)。

1.2.2 10kV輸電線路繼電保護(hù)

10kV線路保護(hù)裝置的配置雖然較簡單，但由于線路的復(fù)雜性和負(fù)荷的多變性，保護(hù)裝置根據(jù)臨桂電網(wǎng)保護(hù)配置情況及運行經(jīng)驗，在臨桂變電站技改中采用保護(hù)配置全面的微機保護(hù)。除具備電流速斷、過電流及重合閘的基礎(chǔ)上，還具備低壓(或復(fù)壓)閉鎖、時限速斷等功能，以適應(yīng)線路及負(fù)荷變化對保護(hù)方式的不同要求。

1.2.3 母線繼電保護(hù)

母線發(fā)生故障的幾率較線路低，但故障的影響面很大。這是因為母線上通常連有較多的電氣元件，母線故障將使這些元件停電，從而造成大面積停電事故，并可能破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，使故障進(jìn)一步擴(kuò)大，母線保護(hù)清除和縮小故障造成的后果，是十分必要的。

2 10kV微機保護(hù)控制回路運行存在的問題

按照繼電保護(hù)要求，在10kV微機保護(hù)控制回路觸發(fā)后，斷路器在操作機構(gòu)跳、合閘正常情況下，能夠安全可靠的跳閘保證配電設(shè)備的安全。但在實際運行過程中發(fā)現(xiàn)斷路器操作機構(gòu)發(fā)生拒分、拒合、輔助開關(guān)DL動合動斷配合不當(dāng)?shù)惹闆r，許多變電所在斷路器跳、合閘操作過程和保護(hù)動作時，發(fā)生燒毀繼電器線圈、跳(合)閘線圈和越級跳閘等故障，嚴(yán)重影響了變電所供電的安全可靠性。在系統(tǒng)供電的可靠性、故障響應(yīng)的靈敏性、保護(hù)動作的選擇性、切除故障的快速性以及運行方式的靈活性、運行人員的熟練性上都存在著一些急待解決的問題。經(jīng)現(xiàn)場分析，大概可以分為以下3種原因。

2.1 斷路器儲能問題

斷路器的操作機構(gòu)可以分為彈簧操作機構(gòu)和電磁操作機構(gòu)兩種，下面就對斷路器操作機構(gòu)儲能問題進(jìn)行分析：

2.1.1 對于彈簧機構(gòu)，開關(guān)在未儲能情況下合閘，特別是無入值守站的遙控操作，由于各種綜合原因使得斷路器彈簧未儲能信號沒能及時傳到中控室，導(dǎo)致操作人員繼續(xù)操作從而造成合閘線圈燒毀，甚至燒毀保護(hù)裝置中的某些操作插件。

2.1.2 對于電磁機構(gòu)，合閘能量為通過合閘保險的l00A電流。在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)二次回路設(shè)計中對于合閘保險是否完好，沒有設(shè)計專門的監(jiān)視回路，遠(yuǎn)程監(jiān)控的中控室操作人員就不能了解合閘保險是否完好。如果在合閘過程中，合閘處于保險熔斷狀態(tài)，或運行人員誤操作漏投合閘保險，將會燒毀合閘接觸器線圈，嚴(yán)重的燒毀保護(hù)裝置某些芯片。

2.2 接點靈敏度問題

由于接點在設(shè)計或生產(chǎn)過程中靈敏度達(dá)不到要求，開關(guān)合閘后對應(yīng)的輔助接點聯(lián)動后不能切換成功，切換不到位，不能完全斷開合閘回路，將同樣燒毀開關(guān)線圈或者保護(hù)裝置操作插件。

2.3 開關(guān)操動機構(gòu)質(zhì)量問題

由于生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品沒有嚴(yán)格把關(guān)，當(dāng)在外部回路正常的情況下，如果操動機構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)了問題，同樣引起開關(guān)拒動或者誤動，會引起整個繼電保護(hù)系統(tǒng)不能正常工作，甚至?xí)龤到y(tǒng)中的某些保護(hù)元件。

3 防范措施研究

經(jīng)過實踐經(jīng)驗和方案比較具體可以有以下防范措施：

3.1 如果斷路器選擇的是彈簧操作機構(gòu)時，在設(shè)計過程中應(yīng)在斷路器合閘二次回路中串入合閘機構(gòu)已儲能接點，防止開關(guān)在未儲能情況下合閘。對于電磁機構(gòu)無法實施。

3.2 由于傳統(tǒng)的合閘保護(hù)回路靈敏度不高常常引起設(shè)備故障的擴(kuò)大，如果在規(guī)定時間內(nèi)解除合閘閉鎖，就可以避免故障的擴(kuò)大，避免設(shè)備或元件損壞。

4 提高繼電保護(hù)故障處理能力的途徑

掌握和了解繼電保護(hù)故障的原因和處理的基本方法是提高繼電保護(hù)故障和事故處理水平的重要條件，同時要強調(diào)下述幾個問題:

4.1 必須掌握保護(hù)的基本原理和性能，根據(jù)保護(hù)及自動裝置產(chǎn)生的現(xiàn)象分析故障或事故發(fā)生的原因，迅速確定故障部位。

4.2 運用正確的檢查方法。一般繼電保護(hù)故障往往經(jīng)過簡單的檢查就能夠被查出，如果經(jīng)過一些常規(guī)的檢查仍未發(fā)現(xiàn)故障元件，說明該故障較為隱蔽，此時可采用逐級逆向檢查法，即從故障現(xiàn)象的暴露點入手去分析原因，由故障原因判別故障范圍。如果仍不能確定故障原因，就采用順序檢查法，對裝置進(jìn)行全面的檢查。

4.3 掌握微機保護(hù)故障處理技巧。在微機保護(hù)的故障處理中，以往的經(jīng)驗是非常寶貴的，它能幫助工作人員快速消除重復(fù)發(fā)生的故障，但技能更為重要，現(xiàn)針對微機保護(hù)的特點總結(jié)如下：①替代法，是指用規(guī)格相同、功能相同、性能良好的插件或元件替代被懷疑而不便測量的插件或元件；②對比法，是將故障裝置的各種參數(shù)或以前的檢驗報告進(jìn)行比較，差別較大的部位就是故障點；③模擬檢查法，是指在良好的裝置(一般為備用裝置)上根據(jù)原理圖(一般由廠家配合)對其部位進(jìn)行脫焊、開路或改變相應(yīng)元件參數(shù)，觀察裝置有無相同的故障現(xiàn)象出現(xiàn)，若有相同的故障現(xiàn)象出現(xiàn)，則故障部位或損壞的元件被確認(rèn)。

5 改造效果總結(jié)

由于我國繼電保護(hù)生產(chǎn)廠家很多，而且各自都有自己的優(yōu)缺點，如何使變電站繼電保護(hù)裝置更加安全可靠的運行是變電站繼電保護(hù)配置的重點。通過對l0kV變電站繼電保護(hù)裝置中存在的三類嚴(yán)重的缺陷的改造，將對有利于電力安全生產(chǎn)，防止造成很大的安全隱患。通過改造后每年可以防止合閘線圈的燒毀，同時電能質(zhì)量的可靠性，有利于l0kV變電站運行的可靠性，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都是巨大的。

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