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TV断线对变电站二次设备的影响

2017-10-20 6页 doc 19KB 70阅读

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TV断线对变电站二次设备的影响TV断线对变电站二次设备的影响 摘要:电压互感器为变电站内的保护及自动装置、表计等二次设备提供电压源,用于测量、监视高压母线的实际运行电压。一旦电压互感器二次侧回路断线,二次设备对高压母线的实际运行电压就会误测量,在这种情况,各种保护及自动装置会作出各自的反应,本文针对这个事件作一些简单的探讨。关键词:电压;断线;误动;闭锁前言:在变电站里,不论任何电压等及的高压母线,都需要安装电压互感器(简称TV),提供给保护及自动装置,表计等二次设备,用于测量、监视母线上的电压。由于电压互感器是一个电源,其二次侧不能短路,为了防止TV二...
TV断线对变电站二次设备的影响
TV断线对变电站二次设备的影响 摘要:电压互感器为变电站内的保护及自动装置、计等二次设备提供电压源,用于测量、监视高压母线的实际运行电压。一旦电压互感器二次侧回路断线,二次设备对高压母线的实际运行电压就会误测量,在这种情况,各种保护及自动装置会作出各自的反应,本文针对这个事件作一些简单的探讨。关键词:电压;断线;误动;闭锁前言:在变电站里,不论任何电压等及的高压母线,都需要安装电压互感器(简称TV),提供给保护及自动装置,表计等二次设备,用于测量、监视母线上的电压。由于电压互感器是一个电源,其二次侧不能短路,为了防止TV二次侧短路引发电压互感器的损坏,需要在其二次侧装设熔断器或是自动空气开关,当电压二次回路发生短路时,要求熔断器快速熔断,或要求自动空气开关快速脱扣,来达到保护电压互感器及防止保护误动作的目的。那么TV断线后会对运行中的保护及自动装置产生什么样的影响?我们要采取什么相应的措施以保证保护及自动装置在这种特殊环境下继续运行?以下我们来作一些探讨。1.10KV母线TV断线1.1断线与单相接地的区别10KV系统现在常见的有两种对地运行方式,第一种是不接地方式,即变压器的10KV侧的三相绕组是三角形接线的,没有看得见的实体中性点,它有看不见的电气上的中性点0,当然不能在这个看不见的电气中性点上接东西,故这种方式是不接地方式。第二种是接地方式,在10KV母线上接一个星形接线的三相变压器,人为建立一个中性点,在它的中性点串接一个与大地相连通的消弧线圈或电阻,以实现接地。我们先讨论不接地方式TV断线与单相接地的区别。当10KV电压互感器高压熔断器熔断,熔断相电压降低,但不为零。由于TV还会有一定的感应电压,所以其电压并不为零,而其余两相为正常电压,其向量角为120?,同时由于断相造成三相电压不平衡,故开口三角形处也会产生不平衡电压,即有零序电压,例如C相高压熔断器熔断,矢量合成结果见图三,零序电压大约为33V左右,故能起动接地告警装置,发出接地信号。但其正常相A、B相的电压是正常,不增大也不减小。变电站低压熔断器熔断时,与高压熔断器之不同在于:一次三相电压仍平衡,故开口三角形没有电压,因而不会发出接地信号,其它现象均同高压熔断器熔断的情况。当线路或带电设备上某点发生金属性接地时(如A相),接地相与大地同电位,接地相电压为零,两正常相的对地电压数值上升为线电压,产生严重的中性点位移。中性点位移电压的方向与接地相 电压在同一直线上,与接地相电压方向相反,大小相等。中性点接地方式与不接地方式在情况基本相同,最大区别主要在于:单相接地时,正常相对地电压不会上升为线电压而会比线电压小,接地相,即使是金属性接地,其电压也不 或电阻)的原因。会降为零。这是由于10KV母线是通过接地变压器串接消弧线圈(1.2对线路保护的影响10KV线路保护使用电压的元件主要有:?方向元件,?低电压件,?低频低压元件。TV断线后,微机保护都能检测出TV断线而不认为是系统故障,装置可根据控制字的整定情况,或者自动退出带方向元件或低电压元件的各段保护,或者退出方向及电压元件。由于微机保护自动化程度很高,可以不用人为干预。大部分10KV线路保护装设有低频低压元件,该元件对TV断线有良好的防误性能,主要因为有一个滑差闭锁元件,df/dt和du/dt。由于TV断线后,引起的电压下降是非常快的,很容易满足du/dt的滑差闭锁要求,并且TV断线也不会带来频率下降的问题,所以低频低压元件可靠不误动。1.3对元件保护的影响1.3.1主变保护差动保护和非电量保护由于不需要电压参与,所以TV断线后,对这两个主保护是没有影响的。当作为两圈变压器保护时,后备过电流保护一般都会取本侧电压及对侧电压都作为复合电压的判据,所以0KV侧的TV断线后不论是单相断线、两相断线所产生的正序低电压、负序过电压,还是三相断线后产生的正序低电压,均会同时影响高、低后备保护此时,大部份微机保护都会根据整定控制字选择是退出经方向或复合电压闭锁的某段过电流保护还是暂时取消方向和复合电压闭锁元件,或者可以人为地通过压板的控制,只取110侧的电压,取消10KV侧的电压作为复合电压的判据。1.3.2电容器保护电容器的电压保护设有过电压保护:防止电压过高使电容器的功耗和发热增加,影响电容器使用寿命。低电压保护:当电容器组所接母线突然失压时,一旦电压恢复(如备自投动作),变压器与电容器同时投入,可能造成电容器的过电压损坏,母线失压后,电容器的积聚电荷未释放前,若电压立即恢复而电容器再次充电,也能造成过压损坏。TV断线对过电压保护是不会有影响,只会对低电压护造成影响。低电压保护的电压据为UAB、BC、CA都要同时低于整定值,可见若单相、两相TV断线是不能满足上述判据的,所以保护不误动,然而一旦三相同时断线,则上述判据可以成立,为防止误动,增设了有流闭锁元件,只有满足IA、IB、IC同时低于整定值时,保护才能动作跳闸了。1.3.3站用变保护站用变保护不同的型号有不同的保护元件所组成,?有的保护没有电压元件,此类保护TV断线并没有影响。?带有复合电压元件的过电流保护,此类保护TV断线的影响可以参考线路保护。?带有零序过电压保护,此 类保护TV断线的影响可以参考线路保护,现在微机保护3U0已不采用外接TV开口角,而使用自产3U0。当单相或两相TV断线时,必然会有3U0产生,零序过压保护定整值较高,TV断线后所产生的零序电压也不足以达到动作门槛值,所以也不会发生零序过电压误动事件。1.4对自动装置的影响1.4.1备用电源自投备自投装置是当工作电源因故障断开以后,引起母线失去电压,能自动而迅速地将备用电源投入工作。从而使母线不至于被长时间停电的一种装置。所以备自投装置必须能引入母线TV,用于监视母线的电压,用于有压,无压判别。当母线TV发生断线时,不论是单相,两相或是三相断线,备自投都不会动作于出口。因为备自投还会检测工作电源有无电流,当检测到的电流值大于整定值时,备自投认为发生母线TV断线,从而闭锁备自投。若是工作电源的电流太小,小于备自投装置的无流判断定值,则视TV断线后,备自投检测到的低电压水平,若能低于整定值,则备自投还是不能被闭锁引发误动作。1.4.2故障录波故障录波的启动有三种方式:?开关量启动;?模拟量突变启动;?模拟量越限启动。前两种方式的启动,会短时间的启动录波,而后一种启动则能引起录波装置长时间录波。当母线TV断线后,只要电压足够低,就会引起电压低越限启动录波,这种录波直到达到录波装置整定的最大录波时限,或TV压恢复后,录波才会停止。在这么长的一段录波时间里,录波数据并不是采用相同的采样频率进行纪录的而是刚开始录波时数据采样频率高,越往后,采样频率越低。因此当TV断线经过一段时间后,系统发生故障,保护动作的录波数据可能会因为采样频率低而无法进行有效的。2 110KV母线TV断线2.1对线路保护的影响2.1.1距离保护:测量阻抗与整定阻抗比较,确定短路点在保护范围内时,阻抗元件动作。为测量短路点到保护安装点之间的阻抗Zk,将变电站母线电压Uk和线路电流Ik经电压和电流互感器二次侧端子接入阻抗元件进行比值:Zk=Uk/Ik。因此,要保证距离保护的正常工作,必须要有能反映母线真实情况的电压量。若TV发生断线则Uk下降,即使是在负荷电流的情况下,由于Uk的下降,必然导致Zk的下降。当Zk低于整定值,距离保护在没有其它闭锁措施的情况下是要误动作的。当保护装置检测到TV断线后,首先要闭锁距离保护,以防止距离保护误动,此时微机保护自动将距离保护退出。2.1.2零序保护TV断线是不会对不带方向的零序保护造成影响的,然而为了保证零序保护的选择性,通常零序功率方向都投入。零序功率P0由3U0和3I0所得到的,现在的微机保护3U0已不采用外接TV开口角,而使用自产3U0。当单相或两相TV断线时,必然会有3U0产生,而三相断线后则无电压输入,不论是任何一种断线, 都会对零序功率元件产生影响,使其不能正确工作,若零序功率方向元件不能正确工作,当线路有外部故障时,零序保护就可能误动作。为了防止保护误动,TV断线后必须采取必要的防止保护误动作的措施。现在的微机保护均可以通过控制字来选择退出某段零序保护或是不经方向元件控制。2.1.3重合闸微机保护的重合闸方式非常灵活,有检母线无压,检线路无压。检同期方式。由于检母线无压和检同期方式都需要母线电压的参与,当重合闸运行在检母线无压或者在检同期的方式下,发生母线TV断线,重合闸会检测到TV断线,并且自动放电,此时没有"充电"的重合闸相当于闭锁,在这种情况下,重合闸不能启动,也不能完成重合功能。当重合闸运行在检线路无压方式下,由于重合闸不用检测母线电压,只检测线路电压,所以TV对此方式不会构成影响,重合闸依然能正常工作。2.2对元件保护的影响110KV变电站110KV母线一般不装设母线保护和断路器失灵保护等,所以元件保护只有变压器保护,正如在上述10KV母线TV断线对变压器保护的影响一样,110KV测TV断线对后备保护的复合电压过电流影响是相同的。现在微机主变保护3U0已不采用外接TV开口角,而使用自产3U0。当单相或两相TV断线时,必然会有3U0产生,变压器的零序过压保护定整值较高,TV断线后所产生的零序电压也不足以达到动作门槛值,所以也不会发生零序过电压误动事件。110KV变压器的中性点一般都不接地运行,所以零序过电流保护一般不投入,这里也不讨论变压器零序方向过电流保护。2.3对自动装置的影响2.3.1电源备自投可参见10KV母线TV断线。2.3.2故障录波可参见10KV母线TV断线。2.3.3低频低压切负荷可参见10KV母线TV断线对线路保护的影响。3特殊讨论不论是线路保护还是元件保护,当保护装置启动后,再发生TV断线时,这种情况比较特殊。一旦保护启动后立即进入故障处理程序,再发生TV断线,保护无法检测到TV断线,而认为是系统故障造成电压降低,那么保护可能会误动作。曾在RCS941及CSC161线路保护装置上做过试验,当有1SA负荷电流的情况下(TA额定电流为5A),保护装置处于启动状态而未返回时,此刻发生三相TV断线,当距离保护定值足够大时,距离保护会误动作。4结束语TV断线在变电站的运行中是比较常遇见的事情,由于微机保护装置的自动、智能化的程度高,并且获得大量使用,所以TV断线后对保护及自动装置的影响虽然很大,但是保护及自动装置依然能可靠运行。可是我们也不能对TV断线掉以轻心,对TV断线不作足够的重视,毕竟当TV断线后,保护及自动装置所作的自适应措施是以牺牲性能,甚至是退出运行为代价的。参考文献[1]《电气主设备继电保护原理与应用》第二版王维俭中国电力出版社.[2]《继 电保护》孙成宝中国电力出版社.[3]《继电保护自动装置及二次回路》第二版熊为群.陶然中国电力出版社.[4]《消弧线圈自动调谐技术讲义》李福寿上海思源电气股份有限公司.[5]《RCS-941A(B、D)型高压输电线路成套保护装置技术说明书》南京南瑞继保电气有限公司.[6]《RCS-9000变电站综合自动化系统技术使用说明书》南京南瑞继保电气有限公司. "七"乐无穷,尽在新浪新版博客,快来体验啊~请点击进入~
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