繼電保護(hù)通訊(四十八)

1、繼電保護(hù)通訊(四十八) Correspondence of Relay Protection No.48    江蘇省電機(jī)工程學(xué)會(huì)繼電保護(hù)專委會(huì) 【變壓器勵(lì)磁涌流新判據(jù)】 1 利用勵(lì)磁涌流和故障電流的波形特性 (1) 勵(lì)磁涌流波形如圖1所示。圖1 勵(lì)磁涌流波形   AB區(qū)間的波形向上凹，其二階導(dǎo)數(shù)大于零。 (2) 故障電流波形如圖2所示。 圖2 故障電流波形   AB區(qū)間的波形向上凸，其二階導(dǎo)數(shù)小于零。 由此可鑒別勵(lì)磁涌流和故障電流。2 采用電壓突變量方法 (1) 變壓器空載合閘如圖3所示。 圖3 變壓器空載合閘   當(dāng)沒有合閘于故障時(shí)，變壓器

2、兩側(cè)相電壓由零增大至正常運(yùn)行值，其U0。(1)    變壓器外部故障切除如圖4所示。圖4 變壓器外部故障切除   外部故障切除時(shí)，切除故障側(cè)電壓突然升高，其U0，產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。 (3) 變壓器內(nèi)部或外部相間或接地故障時(shí)，總有一側(cè)電壓突然降低，其U0，不會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。 上述分析可知，利用U0或U0可區(qū)別有無變壓器勵(lì)磁涌流。有勵(lì)磁涌流，閉鎖變壓器差動(dòng)保護(hù)；無勵(lì)磁涌流，開放變壓器差動(dòng)保護(hù)。這與其他變壓器勵(lì)磁涌流判別方法相比，簡單可靠、易于實(shí)現(xiàn)。 (摘自華中電力調(diào)變通信中心，馮 勇等變壓器勵(lì)磁涌流新判據(jù))  【日本電力工業(yè)發(fā)展及繼電保護(hù)應(yīng)用情況】 (

3、續(xù)四十六)5 日本電力系統(tǒng)典型的保護(hù)配置方案 日本電力系統(tǒng)典型的保護(hù)配置方案如表1所示。  表1 電力系統(tǒng)的保護(hù)配置方案 保 護(hù) 對 象 保 護(hù) 方 案 超高壓 主保護(hù) 電流差動(dòng)保護(hù) 輸電 線路 后備保護(hù) 距離保護(hù) 線路 高壓 主保護(hù) 電流差動(dòng)保護(hù)；方向比較保護(hù)；橫差保護(hù) 線路 后備保護(hù) 距離保護(hù) 母線 主保護(hù) 高阻抗差動(dòng)保護(hù)；電流差動(dòng)保護(hù) 變壓器 主保護(hù) 電流差動(dòng)保護(hù) 后備保護(hù) 距離保護(hù)；過流保護(hù)   由此可見，日本電力系統(tǒng)的保護(hù)配置方案品種不多，趨于統(tǒng)一。這樣有利于提高產(chǎn)品制造質(zhì)量和設(shè)備運(yùn)行水平，減少維護(hù)工作量，從而提高繼電保護(hù)的正確動(dòng)作率，增加電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。&

4、#160; 6 超高壓線路主保護(hù)配置方案 如圖5所示，日本在超高壓線路上，主保護(hù)采用的數(shù)字式保護(hù)占65%，模擬式保護(hù)占35%。其中按保護(hù)雙重化配置的占83%。采用的具體保護(hù)：電流差動(dòng)保護(hù)的占60%，相位比較式保護(hù)的占22%，方向比較式保護(hù)的占8%，導(dǎo)引線保護(hù)的占7%，距離保護(hù)的占2%，其他保護(hù)的占1%。 圖5 超高壓線路主保護(hù)配置方案 可見，日本在超高壓線路上使用電流差動(dòng)保護(hù)(即分相電流差動(dòng)保護(hù))較多。這對通道要求較多、通信質(zhì)量較好，才能滿足裝設(shè)這種繼電保護(hù)的基本要求。7 繼電保護(hù)正確動(dòng)作率 以高壓、超高壓線路保護(hù)為例，如圖6所示。 圖6 繼電保護(hù)正確動(dòng)作率的統(tǒng)計(jì)  日本的高壓、超高

5、壓線路保護(hù)正確動(dòng)作率在1990年以后基本處于平穩(wěn)狀態(tài)，均在98%以上，超高壓線路的保護(hù)正確動(dòng)作率高達(dá)99%以上。1990年以前的保護(hù)正確動(dòng)作率波動(dòng)較大，也較低，其原因可能是 采用新型保護(hù)剛開始，不夠完善(包括保護(hù)原理設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量)； 現(xiàn)場運(yùn)行人員掌握不太好(包括人員的業(yè)務(wù)能力和責(zé)任心)。8 改善繼電保護(hù)系統(tǒng)的評估 通過下列辦法，以提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。 (1) 采用保護(hù)配置雙重化，設(shè)置自動(dòng)監(jiān)視設(shè)備。 (2) 改善保護(hù)安全性，提高繼電保護(hù)正確動(dòng)作率。 可用圖7表示采取上述措施后所取得的效果。從圖7可見，采用了雙重化保護(hù)配置后，使其拒動(dòng)率由5.2×10-3次/年下降為2.9

6、5;10-6次/年，但誤動(dòng)率由4.3×10-2次/年上升為8.0×10-2次/年。采用自動(dòng)監(jiān)視設(shè)備后，保護(hù)的拒動(dòng)率由5.2×10-3次/年下降為8.4×10-3次/年，保護(hù)的誤動(dòng) 4.3×10-2次/年下降為4.1×10-3次/年。 圖7 改善繼電保護(hù)系統(tǒng)的評估   改善保護(hù)安全性和采用自動(dòng)監(jiān)視設(shè)備后，對防止保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)都是有利的。保護(hù)配置雙重化后，歸結(jié)為兩套保護(hù)出口跳閘方式，它將直接影響保護(hù)性能，如出口采用并聯(lián)跳閘，對防止拒動(dòng)有利。如出口采用串聯(lián)跳閘，對防止誤動(dòng)有利。使用者可視電力系統(tǒng)具體要求而定。 (資料由南瑞繼保電氣

7、有限公司夏期玉提供)   【電網(wǎng)主設(shè)備保護(hù)學(xué)術(shù)研討會(huì)】 2002年江蘇省電機(jī)工程學(xué)會(huì)重點(diǎn)活動(dòng)：電網(wǎng)主設(shè)備保護(hù)學(xué)術(shù)研討會(huì)于11月19日至20日在南京召開，出席會(huì)議的有繼電保護(hù)專委會(huì)委員、論文作者和特邀代表共計(jì)60余人。這次學(xué)術(shù)研討會(huì)經(jīng)過八個(gè)多月的準(zhǔn)備，共征集到有關(guān)主設(shè)備保護(hù)方面的論文32篇，由專家評選組對應(yīng)征論文進(jìn)行了評選，錄用了其中的25篇，并編輯成論文選集。以主設(shè)備保護(hù)為主要內(nèi)容進(jìn)行研討，這是繼電保護(hù)專委員會(huì)組織的第一次學(xué)術(shù)活動(dòng)。 這次學(xué)術(shù)研討會(huì)有別于以往的形式，而是采用論文報(bào)告和討論相結(jié)合。論文報(bào)告限時(shí)，分為60 min、45 min、30 min三類。每篇論文報(bào)告后，代表們展開

8、討論。在一天半的報(bào)告和討論中，會(huì)場氣氛熱烈，發(fā)言踴躍，既涉及到理論問題，又涉及到運(yùn)行和管理問題。代表們普遍反映這次學(xué)術(shù)研討會(huì)開得很成功，有較大收獲，對提高江蘇電網(wǎng)主設(shè)備保護(hù)的理論和運(yùn)行水平都有極大的益處。 代表們通過討論，提出較集中的一些意見和問題介紹如下。 (1) 從2001年全國電網(wǎng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)分析看，主設(shè)備保護(hù)平均正確動(dòng)作率為93.49%，比2000年91.77%有了較大的提高。主要是存在兩大問題，一是運(yùn)行人員維護(hù)不良；二是制造質(zhì)量不良。雖然線路保護(hù)主要存在的也是這兩個(gè)問題，但側(cè)重不同，制造質(zhì)量問題是線路保護(hù)大于主設(shè)備保護(hù)；人員責(zé)任問題是主設(shè)備保護(hù)大于線路保護(hù)，這一

9、情況應(yīng)引起有關(guān)部門的足夠重視。 (2) 提高電網(wǎng)主設(shè)備保護(hù)的運(yùn)行可靠性和安全性，不僅與裝置本身的構(gòu)成原理、制造質(zhì)量有關(guān)，很重要的是電流互感器的選擇。有人提出：要規(guī)定滿足主設(shè)備保護(hù)要求的電流互感器的技術(shù)條件，不滿足技術(shù)條件而發(fā)生了主設(shè)備保護(hù)不正確動(dòng)作，建議不要算在保護(hù)的帳上。 (3) 根據(jù)國家電力公司頒發(fā)的防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求，對220 kV主變壓器的微機(jī)保護(hù)必須雙重化。因此，為了確保220 kV主變壓器的安全，避免其主保護(hù)因故停用時(shí)，使變壓器無快速保護(hù)運(yùn)行。220 kV主變壓器的微機(jī)保護(hù)應(yīng)按以下原則進(jìn)行配置： 220 kV主變壓器應(yīng)采用兩套獨(dú)立的主保護(hù)，每套主保護(hù)均應(yīng)配置完整

10、的后備保護(hù)，同時(shí)必須保證兩套主、后備保護(hù)在交、直流回路上的獨(dú)立性。正常運(yùn)行方式下，兩套獨(dú)立的主保護(hù)宜同時(shí)投入。 在實(shí)際使用中根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，除非電量（氣體）保護(hù)必須投跳外，應(yīng)選擇合理、可靠的主變壓器保護(hù)運(yùn)行方式。 (4) 變壓器差動(dòng)保護(hù)的靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)間 繼電保護(hù)有關(guān)技術(shù)規(guī)程和整定計(jì)算導(dǎo)則，都規(guī)定了變壓器差動(dòng)保護(hù)靈敏系數(shù)必須大于2。它的根據(jù)是GB14285繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程（1993），那是針對機(jī)電型保護(hù)，而現(xiàn)在是用微機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式保護(hù)。微機(jī)保護(hù)動(dòng)作與否，不是靠吸力或磁力，而是靠數(shù)字計(jì)算，具有動(dòng)作離散值小、動(dòng)作明確的特點(diǎn)?？紤]互感器的誤差，認(rèn)為微機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)靈敏系數(shù)降到

11、1.31.5是可行的。這樣，既能保證保護(hù)動(dòng)作的靈敏性，又可解決整定計(jì)算工作中遇到的困擾。 變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，保護(hù)動(dòng)作快當(dāng)然好，但是快要建立在正確的原理基礎(chǔ)上。目前差動(dòng)保護(hù)構(gòu)成的原理具有較大的近似性，因此動(dòng)作時(shí)間不宜太快。變壓器在內(nèi)部故障切除時(shí)間，提出以變壓器檢修為標(biāo)準(zhǔn)是合理的，主要是保證變壓器內(nèi)部故障不燒損鐵芯，線圈多燒壞1匝或2匝效果是一樣的，都要吊鐵芯換線圈。根據(jù)變壓器制造廠的設(shè)計(jì)要求，變壓器在內(nèi)部故障時(shí)，0.2 s內(nèi)能切除，在外部故障時(shí)，2 s內(nèi)能切除，均可保證變壓器不會(huì)燒損鐵芯。因此，目前變壓器差動(dòng)保護(hù)為確保動(dòng)作安全性，其動(dòng)作時(shí)間可適當(dāng)延長，例如整組動(dòng)作時(shí)間延長至60 ms以上

12、跳閘，不會(huì)有多大問題出現(xiàn)。(5) 比率制動(dòng)特性的變壓器差動(dòng)保護(hù)主要參數(shù)整定變壓器差動(dòng)保護(hù)是變壓器重要的一種主保護(hù)，它的比率制動(dòng)特性根據(jù)DL/T684大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)整定計(jì)算導(dǎo)則規(guī)定，其中下列參數(shù)的整定范圍： 最小動(dòng)作電流為0.20.5倍主變壓器額定電流，一般工程宜采用不小于0.3倍主變壓器額定電流。 起始制動(dòng)電流為0.81.0倍主變壓器額定電流。 經(jīng)變壓器差動(dòng)保護(hù)實(shí)際運(yùn)行考驗(yàn)，按上述導(dǎo)則規(guī)定的整定值，過于靈敏，造成誤動(dòng)作的情況不少，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。 以江蘇電網(wǎng)為例，2002年2月-5月發(fā)生了三起比率制動(dòng)式變壓器差動(dòng)保護(hù)在區(qū)外故障切除時(shí)誤動(dòng)作事故。表明按上述導(dǎo)則規(guī)定整定的差動(dòng)保護(hù)參數(shù)是不能保證差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的安全性。江蘇星港變電所、溧陽變電所、揚(yáng)州電廠變電所的變壓器差動(dòng)保護(hù)整定的最小動(dòng)作電流均在0.4倍主變壓器額定電流以下，起始制動(dòng)電流均為0.8倍主變壓器額定電流。為了保證變壓器差動(dòng)保護(hù)在區(qū)外故障切除時(shí)不誤動(dòng)，江蘇省電力調(diào)度通信中心在2002年3月，以電調(diào)200260號(hào)文發(fā)出反事故措施通知，要求將差動(dòng)保護(hù)最小動(dòng)作電