摘 要:在电力系统中的任何一处发生事故,都有可能对电力系统的运行产生重大影响,为了确保城市电网配电系统的正常运行,因此必须正确地设置继电保护装置。本文探讨了输变电系统继电保护常见的问题,并提出了解决措施。

电力系统故障的后果是十分严重的,它可能直接造成设备损坏,人身伤亡和破坏电力系统安全稳定运行,从而直接或间接地给国民经济带来难以估计的巨大损失,因此电力系统最为关注的问题便是安全可靠、稳定运行,在日常生产中,继电保护的运行与维护问题显得尤为重要。

1 继电保护人员方面

1 . 1 继电保护人员问题

继电保护人员变动频繁,不能保证继电保护人员整体业务水平的连续性。其主要原因:从事继电保护的人员由于掌握了电力系统中比较复杂、关键的技术,在工作中发挥着比较重要的作用,人才发展空间大而导致人员变动频繁,但要培养出全面的继电保护人才所需周期长,因此在提拔继电保护人员之后继保一线工作显得比较被动。

安排继电保护人员参加系统培训的机会不多。继电保护人员工作任务繁重,忙于应付当前工作。

各单位整定计算人员一般为2～ 3人,甚至只有1人,如果想通过本单位技术培训使其在专业方面得到提高难度实在太大,“如何培训,由谁来培训”成了该岗位培训工作的一个难点。

1 . 2 继电保护人员方面措施

人力资源管理方面加大对关键技术岗位的中期及长期的系统规划高度重视继电保护人员人才储备工作工程规划方面在设计阶段重视整个网区保护配置,使之合理、实用、统一,加强可靠的主保护配置,适当简化后备保护的整定,使继电保护人员从保护缺陷处理、后备保护整配合等繁杂的工作中解脱出来;加快继电保护管理系统图纸电子化管理进程,提高运行维护工作效率;由于继电保护专业性强、理论水平要求高,培训方面各单位应结合其人员调整及其岗位适应性要求来开展动态培训工作,有计划地为继电保护人员创造更多外部培训及现场培训的机会,特别有新型保护装置入网时,应组织本单位最强大的继保力量进行充分的专项技术研讨,让本单位继保人员熟练掌握二次回路、保护装置的原理及功能、整定原则及运行注意事项,提高其业务水平。

2 10kV线路保护TA饱和问题

2.1 TA 饱和对保护的影响

10kV线路出口处短路电流一般都较小,特别是农网中的变电所,它们往往远离电源,系统阻抗较大。对于同一线路,出口处短路电流大小一般由系统规模及运行方式来决定。随着系统规模的不断扩大,10kV系统短路电流会随之变大,可以达到TA一次额定电流的几百倍,系统中原有一些能正常运行、变比小的TA就可能饱和;另一方面,短路故障是一个暂态过程,短路电流中含大量非周期分量,又进一步加速TA饱和。在10kV线路短路时,由于TA饱和感应到二次侧的电流会很小或接近于零,使保护装置拒动,故障要由母联断路器或主变后备保护来切除,不但延长了故障时间,扩大了故障范围,影响供电可靠性,而且严重威胁运行设备的安全。

2.2 避免TA 饱和的方法

避免TA饱和主要从两个方面入手:一是在选择TA时,变比不能选得太小,要考虑线路短路时TA饱和问题,一般10kV线路保护TA变比最好大于 600/1;另一方面要尽量减少TA二次负载阻抗,尽量避免保护和计量共用TA,缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面;对于综合自动化变电所,10kV线路尽可能选用保护测控合一的产品,并在控制屏上就地安装,这样能有效减小二次回路阻抗,防止TA饱和。

3 站用变保护

3 . 1 站用变保护存在的问题

站用变是比较特殊的设备,容量较小但对可靠性要求非常高,而且安装位置也很特殊,一般就接在10kV母线上,其高压侧短路电流等于系统短路电流,可达十几千安,低压侧出口短路电流也较大。人们一直对站用变保护的可靠性重视不足,这将对站用变直至整个10kV系统的安全运行造成很大的威胁。传统的站用变保护使用熔断器保护,其安全可靠性还是比较高,但随着系统短路容量的增大以及综合自动化的要求,这种方式已逐渐满足不了要求。现在新建或改造的变电站,特别是综合自动化站,大多配置站用变开关柜, 保护配置也跟10kV线路相似,而人们往往忽视了保护用的TA饱和问题。由于站用变容量小,一次额定电流很小,同时因为保护计量共用TA,为确保计量的准确性,设计时TA变比会选得很小,有的地方甚至选择10/5。这样一来,当站用变故障时,TA将严重饱和,感应到二次回路电流几乎为零,使站用变保护装置拒动。如果是高压侧故障,短路电流足以使母联保护或主变后备保护动作并断开故障点,如果是低压侧故障,短路电流可能达不到母联保护或主变后备保护的启动值,使得故障点无法及时切除,最终烧毁站用变,严重影响变电站的安全运行。

3 . 2 解决办法

解决站用变保护拒动问题,应从合理配置保护入手,其TA的选择要考虑站用变故障时饱和问题,同时,计量用的TA一定要跟保护用的TA分开,保护用的TA装在高压侧,以保证对站用变的保护,计量用TA装在站用变的低压侧,以提高计量精度。在定值整定方面,电流速断保护可按站用变低压出口短路进行整定,过负荷保护按站用变容量整定。

4 主变后备保护的探讨

主变10kV侧仅装10kV复合电压过流保护不能满足速动性要求。在保护整定中,三卷主变10kV侧过流的时间一般整定为2.5s或3.0s ,双卷主变10kV不设过流保护,而110kV侧过流时间达2.0s或2.5s。现系统的容量越来越大,10kV侧短路电流也越来越大。随着10kV短线路不断增加,10kV线路离变电所近区故障机率也越来越大,由于开关拒动或保护拒动短路电流较长时间冲击变压器,对变压器构成极大威胁。

因此在主变10kV侧增设一套限时电流速断保护,作为10kV母线的后备。该保护动作于主变10kV侧开关。对于一台主变带二段10kV母线也可第一时限跳母联,第二时限跳10kV侧开关。这样不仅起到了对10kV母线及馈线电流速断的后备作用,也减少了对变压器的冲击。