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区外故障导致继电保护装置越级误动的问题分析与预防

时间:2020-8-12 15:46:48   作者:网友投稿   来源:jidian.lexiangww.com   阅读:14237   评论:0
内容摘要:区外故障导致继电保护装置越级误动的问题分析与预防在2020年第6期《电气技能》杂志上撰文,以两起35kV变电站维护越级跳闸事情剖析实例为依据,深入探讨相关继电维护越级跳闸原因,结合现场相关试验数据或继电维护动作毛病波形记载,要点剖析电流互感器励磁饱满导致继电维护设备不能正确动作的进程,为相似事情的剖析核算供给参阅办法,...

区外故障导致继电保护装置越级误动的问题分析与预防

在2020年第6期《电气技能》杂志上撰文,以两起35kV变电站维护越级跳闸事情剖析实例为依据,深入探讨相关继电维护越级跳闸原因,结合现场相关试验数据或继电维护动作毛病波形记载,要点剖析电流互感器励磁饱满导致继电维护设备不能正确动作的进程,为相似事情的剖析核算供给参阅办法,并为防止电流互感器饱满提出预防办法,以促进电网体系的安稳运转。


电流互感器(current transformer, CT)作为电力体系一次与二次设备的要害联接中间设备,其能否将一次电流正确传变为二次电流将直接影响继电维护能否正确动作。随着供电可靠性要求的逐步提高,任何一次继电维护的不正确动作都将影响电力体系的正常运转,继电维护设备的越级误动则影响更大。

有研讨者指出P类互感器区外毛病导致维护误动的首要原因是因为CT饱满,当然也有其他因素的影响。有许多研讨者从各方面着手对CT饱满相关问题进行了研讨,还有研讨者针对CT饱满的识别办法进行了深入研讨。

本文以两起典型的35kV变电站越级跳闸事情实例为依据,事例1首要依据维护设备的毛病录波、维护报文等现场记载较直观地剖析事情原因;事例2在没有毛病录波记载的状况下依靠现场试验数据、后台机报文,从理论上探讨、推导毛病时的电流变化进程。

由两起事例要点剖析因为电流互感器励磁饱满导致继电维护设备不能正确动作,形成相关维护越级跳闸的成因进程,为行业内相似事情的核算剖析供给参阅办法,并对防止CT饱满提出预防办法,促进电力体系的安全安稳运转。

1 事例1

1.1 事情前后D变电站运转办法

35kV D变电站为单台主变压器运转,图1所示为部分主接线图。正常运转时,35kVⅠ、Ⅱ段母线排列运转,由35kV备自投维护设备实现进线的明备用,10kVⅠ、Ⅱ段母线并列运转,10kVⅠ段母线上仅有011出线距离;10kV 052断路器2号电容器一次设备发生毛病后,052、012断路器由维护设备跳开,011断路器由调度人员手动拉开。


图1 35kV D变电站部分主接线图
1.2 事情扼要剖析

2019年9月9日07:46,35kV 2号主变低后备维护(设备类型CSC-326GL)、10kV 2号电容器维护(设备类型CSC-221A)均有维护动作报文,扼要如下:

1)07:46:15.156,2号主变低后备维护起动(主变低压侧CT变比为400/5)。
2)07:46:15.531,低后备维护限时速断T1出口,(毛病电流IA=25.00A、IB=23.50A,IC=23.50A),10kV母联012断路器跳闸,10kVⅠ段母线失压。
3)07:46:15.718,10kV 2号电容器052断路器过流Ⅱ段动作(IA=12.06A、IB=7.25A,IC=12.18A),10kV 2号电容器052断路器跳闸。
10kV母联012断路器维护设备(类型CSC-211)发“开关偷跳”,无维护起动报文。

现场查看10kV 2号电容器一次设备存在放电痕迹,查看35kV 2号主变低后备维护设备录波(如图2)可知,毛病电流呈现前期,A、B相电流巨细相等,方向相同,毛病开展到后期,三相电流巨细相等,方向为正序方向。依据不对称短路毛病时YNd接线变压器两边电流关系的规律,可推测毛病在d侧(10kV侧),先是AB相间短路,后开展为三相短路。


图2 35kV 2号主变低后备维护设备录波图
10kV 2号电容器052断路器距离存在AB相间毛病,052断路器距离的过流Ⅰ段并未动作,但却形成了2号主变低后备维护动作,跳开012断路器。

依据10kV 2号电容器维护设备供给的录波图(如图3所示)可知,设备采样毛病电流波形为畸形波,10kV 2号电容器CT变比为100/5;将毛病电流折算到一次设备侧,得毛病相电流为244A,远小于主变低后备维护设备采样得出的2007.2A,可明显判别为052断路器距离CT饱满,维护设备采样毛病电流小于实践毛病电流,达不到过流Ⅰ段维护动作定值,故过流Ⅰ段一向未动作,其毛病开展次序与图2的剖析成果一致。


图3 10kV 2号电容器维护设备录波图
1.3 事例1定论剖析

依据现场查看状况,承认10kV 2号电容器AB相一次设备存在短路毛病,35kV 2号主变低后备维护先于10kV 2号电容器维护动作,形成越级跳闸。

维护设备信息归纳剖析可知,因为10kV 2号电容器毛病,形成10kV 052断路器距离CT饱满,维护设备采样到的最大毛病电流小于实践毛病电流,仅有12.2A,小于过流Ⅰ段12.5A的动作定值,因此过流Ⅰ段未动作;35kV 2号主变低后备维护设备采到的最大毛病相电流为25.09A,大于限时速断电流14A的动作定值,0.3s左右主变低后备维护设备限时速断T1出口跳开10kV母联012断路器,10kVⅠ段母线失压。

可是10kV 2号电容器052断路器坐落10kVⅡ段母线上,毛病未扫除,毛病电流一向持续存在,经0.5s左右的延时后,因为10kV 2号电容器设备采样电流12.2A大于过流Ⅱ段定值7A,过流Ⅱ段维护出口,跳开10kV 2号电容器052断路器,毛病点被隔离,维护动作完毕。

2 事例2

2.1 维护动作通过整理

接地调告诉2019年12月15日22:31,35kV M变电站10kV 025断路器过流Ⅰ段维护动作,35kV 1号主变维护设备(类型为北京四方CSC-326GF)比率差动维护动作,35kV侧301断路器、10kV侧001断路器跳闸,直接形成35kV M变电站全站失压的恶性非方案停电事情。

图4 35kV M变电站部分主接线图
依据后台机报文可知详细维护动作状况如下:

(1)22:31:49.143,10kV 025断路器过流Ⅰ段维护发动。
(2)22:31:49.184,主变维护起动。
(3)22:31:49.238,35kV 1号主变比率差动出口(如图5所示),主变高压侧301断路器、低压侧001断路器跳闸。
(4)22:31:49.262,10kV 025断路器过流Ⅰ段动作(如图6所示)(Ia=32.5A,Ib=32.50A,Ic=32.00A)。
(5)22:31:50.287,10kV 025断路器重合闸动作,重合成功。


图5 主变维护测控设备比率差动维护出口

图6 025断路器过流Ⅰ段维护动作
2.2 现场查看状况

现场查看35kV 1号主变及10kV Ⅰ段母线各距离一次设备外观无异常,各CT变比为:

1)10kV 025断路器CT变比为300/5。
2)35kV 1号主变35kV侧301断路器CT变比为100/5。
3)35kV 1号主变10kV侧001断路器CT变比为400/5。
35kV 1号主变差动维护平衡系数为1.1。


依据电流互感器等效暗示电路(如图7所示),ZLC为电流互感器内阻,ZFZ为负载电阻;电流互感器传变特性如图8所示。


图7 电流互感器等效暗示电路

图8 电流互感器传变特性
依据欧姆定律核算可知1号主变35kV侧的开口电压UL约为33.44V,10kV侧的开口电压UL约为26.609V。

2.3 CT励磁特性试验验证及原因剖析

依据试验人员对1号主变10kV侧的CT进行励磁特性试验成果,当励磁电流为20mA时,UL为8V;即当UL为8V时该CT进入饱满状态,但由毛病电流折算出的UL为26.609V,现已远超过8V,CT进入严峻饱满状态;35kV侧的CT励磁特性试验成果为,当励磁电流为200mA时,UL为57V,57V大于33.44V;即当发生毛病时1号主变35kV侧的CT未饱满,处于正常的传变特性规模内,能够正确采样毛病电流巨细。

依据025断路器维护测控设备定值单可知,过流Ⅰ段维护定值为14A,延时为0.1s,重合闸时刻为1s。

在10kV 025断路器距离过流Ⅰ段维护0.1s延时进程中,毛病电流流过1号主变10kV侧CT,导致该侧的CT饱满,不能正确传变毛病电流巨细,但主变35kV侧的CT能够正确传变毛病电流。

最终35kV 1号主变高压侧和低压侧发生较大差流。


依据35kV 1号主变维护测控设备(类型CSC- 326GF)说明书可知,毛病点处于差动维护动作规模内,故主变比率差动维护动作。

2.4 事例2定论剖析

维护人员到达现场后对10kV 025断路器距离、35kV 1号主变维护距离相关二次回路进行查看,并承认不存在毛病,依据相关维护动作信息及试验人员的CT测验成果归纳判别剖析,可承认为本次35kV 1号主变比率差动维护动作跳闸是因为10kV 025出线距离送电进程中线路存在三相短路毛病,导致10kV 025距离维护测控设备过流Ⅰ段维护动作跳闸。

因为过流Ⅰ段维护动作有0.1s的延时,进而毛病电流穿越35kV 1号主变本体,可是1号主变低压侧CT抗饱满才能不足,很快进入饱满区内,引发主变高压侧和低压侧发生较大差流,故主变比率差动维护动作出口跳开301和001断路器,主变维护测控设备属于正确动作。

3 预防办法

1)针对部分电流互感器流过毛病电流时容易饱满的问题,可采用直接替换一次设备CT的办法,重新安装变比合适、传变特性满足要求的CT即可,或许调整CT运用的绕组变比。

2)通过继电维护的维护规模、时刻搭配的调整临时代替一次设备的替换。

如事例1中的35kV 2号主变低后备维护限时速断电流T1出口时刻设置为大于10kV 2号电容器维护过流Ⅱ段时刻定值,或许将2号电容器维护过流Ⅰ段动作定值依据CT易饱满的特点进行恰当调整,防止呈现过流Ⅰ段定值过大维护永远不会动作的问题;事例2中因为过流Ⅰ段维护动作有0.1s的延时,故为了防止主变比率差动维护提早动作,可将主变维护的差动维护功用退出,完善主变维护的高后备和低后备功用,然后防止毛病电流穿越后引起维护越级误动的风险。

3)依据最近的电流互感器传变特性研讨剖析成果,引进先进的CT饱满检测办法,除了研讨CT稳态状况下的传变特性,更应该重视CT暂态饱满时的励磁特性,搭建相关仿真模型深入研讨。研制应对CT暂态饱满的方案,比方针对CT的磁滞效应,深入研讨CT剩磁衰减规律,提出剩磁抑制办法等基础性研讨成果,或拓展研讨其他防止CT饱满的预防性控制办法。

4 定论

本文通过对两起35kV变电站越级跳闸事情的剖析,依据现场相关试验数据、维护动作记载等信息,深入剖析了电流互感器励磁饱满导致继电维护越级跳闸动作的原因,分别依据现场维护动作记载、试验数据剖析确定事情原因,为相似事情的查询剖析进程供给参阅,并提出预防办法,以促进电网体系的安稳运转。

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