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PMH型中阻抗母差保护运行分析

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2007/12/29 0:08:02   

0引言自97年以来,鹤岗电业局先后投入运行6套PMH型中阻抗母差保护,在经历了多次的异常处理和两次误动事故后,对这一类型母差保护积累了较多的运行经验,PMH型中阻抗母差保护,是由具有比例制动特性的选择元件、起动元件构成,具有快速、灵敏、可靠等特点。如果能够更细致的掌握PMH型中阻抗母差保护本身的特点、更深入的了解它在检验和运行中的注意事项,就能保证PMH型中阻抗母差保护在电力系统中的安全可靠运行。1结构特点分析:1、1关于辅助变流器的配置由比率制动式母差保护的差动原理,我们都知道,在母线正常运行或发生母线区外故障时,一条母线上一次流入的电流和流出的电流总是相等的,如果该母线上的各线路电流互感器变比一致,则流入和流出二次选择回路的电流的也应该是相等的,但实际运行的各线路电流互感器变比是不可能一致的,因此,需要辅助变流器来进行变比补偿,补偿的原则为各个线路的电流互感器和辅助变流器的综合变流比应相同。即:n=×=×=……=×一般情况下,n=1000。这个要求对辅助变流器的变流比(n)来说只是一个理论值,在生产实践中它还应由另外两个公式来决定,并借助图1分析(由元件端子向饱和电流互感器二次的入视总电阻电路图见图1),即R2BLH=n(R 2R R) R(公式一)和R2BLH<(a/1-a)×RC-RZ/2(公式二)。
图1由元件端子向饱和电流互感器二次入视总电阻回路图P、N由选择元件向饱和电流互感器的入视端子FLH辅助变流器R饱和电流互感器二次电阻R辅助变流器一次电阻R辅助变流器二次电阻R电流互感器与辅助变流器之间的电缆电阻n辅助变流器的变比R由元件端子向饱和电流互感器二次的入视总电阻其中R(在工业计算中可以忽略),RC为差回路阻抗(一般取110Ω-160Ω),a为整定分配系数在制造过程中已整定(一般取0.8),制动电阻Rz/2=5.33Ω,由经验得R 2R R=1.5Ω-3Ω左右,现在把(公式一)和(公式二)合并,并取极限值即把分子取最小、分母取最大,再把已知数据代入得到n<≈12,如果在生产中实测R 2R R更大,则在选取n时应更小,再通过综合变流比n可以进一步推得一次的电流互感器变比范围,这一点至关重要,它将直接确定母差保护在投运后能否安全可靠运行,因此在基建初期,一定要保证母线上的所有连接元件的电流互感器变比比较接近,这样在母线区外故障时如果CT饱和就可以放宽对R2BLH的要求,就能保证在母线区外故障时如果CT饱和不会造成母差保护误动,至于计量或其他保护对电流互感器变比有特殊要求的,可以要求设计单位考虑选取多卷多变比电流互感器,各自按自己的要求取舍。1、2对切换回路的要求为了保证母线保护在双母线连接元件捣闸操作后,母线保护具有选择性,保护设置了交流电流和直流回路的切换回路,切换回路由与之相应母线连接元件的隔离开关的辅助触点和磁保持的双位置继电器构成,切换回路能否正确动作,直接影响到电流回路是否开路、母差出口能否正确切除线路,为此,厂家为方便运行人员监视切换继电器及其回路,对每个切换回路安装有模拟信号灯,但是目前运行的母差保护所有模拟信号灯都是老型号的氖灯,由于质量较差,需要频繁更换,可是由于它安装结构特殊和距离跳闸线很近的原因,不但不易更换而且很危险,因此,建议新投运的局厂要求厂家直接更换为经久耐用的发光二极管,确保可靠。也有人认为,如果切换不可靠,可以利用电流回路断线闭锁继电器发出告警信号,第一通知运行人员,第二闭锁整组保护,又不会影响保护正确动作,实际这一想法极不可取,因为电流回路断线闭锁是要在负荷电流较大的情况下才能动作的,如果电流回路断线闭锁没有及时正确动作,且这时发生母线区外故障极宜造成母差保护误动,所以要求运行人员在操作隔离开关后,必须及时核对母差保护切换继电器位置的正确性。还有一点值得重视的是必须规范对隔离开关辅助触点的管理,通常隔离开关辅助触点要分别给几种保护提供切换功能,假如一组隔离开关辅助触点中的一个切换不到位,在由检修人员维护隔离开关辅助触点时,继电人员必须在现场监护,因为在现场出现过检修人员在维护隔离开关一个辅助触点时,误将一组隔离开关辅助触点拉合,造成微机保护告警,威胁保护安全运行。1、3双母线运行方式隔离开关双跨情况下的运行分析在捣闸操作过程中,由于同一联接元件的两组隔离开关有同时接通的时候,在双母线之间产生环流,电流的分配已经破坏了两组母线的电流在各自的选择元件中的平衡,即辅助变流器的二次电流同时接入两组选择元件中。因为选择元件的定值较低,所以选择元件很容易动作,但是,起动元件定值较高不会动作,所以整组保护不动作,但是在联接元件的两把隔离开关双跨的同时,发生母线内部故障,将有以下三种情况出现:第一种可能是,故障电流分流到两组选择元件中,使两组选择元件都动作。这时两组母线出口回路瞬时动作,切除两组母线上的所有联接元件。第二种可能是,两组选择元件电流分配不均,其中一组选择元件动作,而另一组选择元件不动作,但是,由于1QHJ1和1QHJ2同时动作,只要起动元件和其中一组选择元件动作,也将跳开两组母线上的联接元件(原理说明见图2)。
图2第三种可能是,由于故障电流均匀分配在两组选择元件中,而两组选择元件的灵敏度还相同,这样会造成两组选择元件都不动作,使母线保护不能动作。在这种情况下,厂家设置了内连运行时,母线保护自动起动内连回路。方法是采用每个联接元件的两只切换继电器的动合触点1QHJ1和1QHJ2串联来起动内连中间继电器NZJ,在确认长时间内连运行方式时,也可以用内连运行连接片控制内连中间继电器NZJ,当NZJ励磁后,NZJ的两付动合触点将同时短接两组选择元件的起动跳闸触点1ZDJ、2ZDJ。NZJ的另一动合触点起动内连运行信号继电器,便于运行人员监视。所以,内连运行回路投入后,如果母线发生内部故障,将由起动元件、电压闭锁元件动作,来跳开两段母线上的所有连接元件(原理说明见图2)。有一点需要重申,双母线运行方式隔离开关双跨时,依靠起动元件定值较高不会动作来躲过不平衡电流可能造成的母差保护在正常情况下的误动,但是仅依靠这个条件,不能保证在母线区外故障时,将有更大的不平衡电流流入选择元件导致的母差保护误动,而且跳开的是两段母线,因此,我们提醒运行和调度人员不易保持隔离开关双跨的方式长时间运行。1、4双母线接线方式分列运行状态下的运行分析双母线分列运行时,其中一组母线发生内部故障,起动元件应该动作。可是在带有制动特性的起动元件中,非故障母线的正常工作电流对带有制动特性的起动元件起着制动作用,使起动元件有可能不动作,不过各段选择元件互相之间没有影响,可以正常动作。特别是在非故障母线的正常工作电流较大时,对起动元件的这种制动作用就更大,这样将造成母线保护的拒动。所以在这种运行方式下、厂家采用不带制动特性、快速动作的电流元件作为母线保护的起动元件(0DJF)。当双母线分列运行时,投入LPF压板0DJF投人工作。确保分列运行状态下,可靠切除故障母线。2、检验时的注意事项2、1母差保护的整组检验在做母差保护的检验时,因为要做整组,测试保护出口接点,所以要在屏后各条线路的端子排1(跳闸正电)、R33(跳闸线)处监视出口动作的正确性和出口时间,尽管母差保护出口压板已停用,但各条线路还在正常运行,为确保各条线路运行的安全性,必须同时断开各条线路的端子排接线1、R33。2、2精密时间继电器的检验现在运行的PMH系列中阻抗母差保护的时间继电器多为SS系列精密时间继电器,在母差保护检验调试过程中发现,精密时间继电器的时间整定拨轮整定在同一位置时,在反复拨动精密时间继电器的拨轮几次后,再测试时间时,有时会有不同的测试结果,为什么会有这种情况出现呢?这是由精密时间继电器的整定器的品质决定的,解剖拨轮式数字整定器结构可知,拨轮开关的闭合依靠磷铜簧片与印刷板铜箔的接触来实现,而簧片的弹性与钢度都比较差,安装时簧片的压紧力也不够,这就造成这种结果的出现,通常采取的处理办法是对那些频繁出现上述症状的继电器进行更换,并要求厂家予以质量保证,除此以外的要求是对所有精密时间继电器调整后,经整组测试时间合格,立即将继电器加盖密封,不再附加任何操作。2、3交流继电器的检验PMH系列中阻抗母差保护中的启动失灵和交流回路断线监视LL系列继电器,应该在定值调整后,插入继电器底座位置再由端子排加模拟量以整组测试的方法重新核对整定值。因为这种继电器的底座是特制的,带短路连接片,在继电器拔出时,自动将交流回路短路,防止在运行状态下误拔启动失灵和交流回路断线继电器,造成交流电流开路。但是这种措施容易导致启动失灵和交流回路断线继电器在插入继电器的底座时,由于没有完全插入,或底座的短路连接片由于其它原因未被顶开,致使交流电流不能流入继电器,经短路连接片直接流走,影响启动失灵和交流回路断线监视LL系列继电器的正确动作,因此有前面的要求。3、对母差保护运行中的要求3、1相关失灵保护的运行要求对双母线接线的断路器失灵保护要以较短时限先切母联断路器,再以较长时限切故障母线上的所有断路器的解释:因为断路器失灵保护通常和母差保护在一起组屏,或共用出口,而且失灵保护动作后同样要切除故障母线上的所有断路器,与母差保护具有相似的重要性,所以这里给予单独的说明,举例见图3
图3当图3所示系统中K点发生单相接地故障时,假设断路器4拒动,断路器失灵保护应切断路器2、3、6,如果断路器失灵保护在切除这三个断路器时没有时间差,断路器失灵保护动作将对断路器2、3、6同时发出跳闸命令,由于断路器分闸时有时间差,断路器失灵保护将以不确定顺序先后切除断路器2、3、6,如果断路器2先于3跳,I线电流为零,II线电流增大,A、B两站间平行双回线横差保护将会误判断,使II线无选择性跳闸。若6先于2或3跳,B站变压器中性点会跳开,A站I线或II线的零序电流速断保护因电流增大则可能相继动作而误动作跳闸。如果母联断路器先于其它断路器0.25S断开,则直接闭锁1、2间的平行双回线横差保护,也不会出现B站变压器中性点跳开,和A站I线或II线的零序电流增大的现象,就不可能发生误跳闸。3、2对母联CT的运行要求在母差保护中要求母联CT必须引入两卷,分别接入母差保护两组选择元件的解释:因为在现场运行母差保护中,存在母联CT引入一卷以串联方式接入母差保护两组选择元件的情况(简易接线方式如图4),这种接线方式的缺陷是由于I、II组母线差动保护选择元件间存在电磁联系,如果其中一组母线区内故障,母联电流互感器饱和,或一组母线区外线路故障、线路电流互感器饱和、母联电流互感器饱和,I、II组母线差动保护选择元件间动作电流就可能满足一定的比例关系,非故障母线的母差保护选择元件就有可能误动,以至切除两组母线,进一步扩大停电范围。如果母联电流互感器二次引入两卷分别接入母差保护两组选择元件(简易接线方式如图5),就可以避免已动作选择元件回路对另一组选择元件回路的影响。
图4母联电流互感器二次引入一卷图5母联电流互感器二次引入两卷串联接入母差保护两组选择元件分别接入母差保护两组选择元件由于对母差保护中,存在母联CT引入一卷以串联方式接入母差保护两组选择元件的缺陷的解释,在教科书中已多有原理叙述,这里不在赘述。4、小结PMH中阻抗母差保护比较来说,是一种原理更加先进可靠的保护,能够满足各种运行方式和各种运行环境下对母线保护的要求。但是实际运行经验告诉我们,再先进可靠的保护也需要精心的维护并熟悉它的运行特点,这样,才能使保护长期处于最佳状态,这一点,将作为我们继电保护人员今后运行维护的宗旨。参考文献:1、PMH系列母差保护产品说明书2、《电力系统继电保护新技术与故障检验调试》3、《电力系统继电保护实用技术问答》

来源:中国电力资料网
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