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文档简介
1、宁夏电网失灵保护原理接线存在的问题及改进意见 针对银川变失灵保护误动中反映出来的问题进行了较详细的分析。宁夏电网现运行的失灵保护中暴露出两个问题:一是失灵保护瞬跳本开关有可能造成单相重合闸拒动;二是失灵保护出口接分相操作箱的永跳端子tjr时,可能造成误动。对以上问题提出的改进意见是:(1)瞬跳本开关加一短延时;(2)失灵保护出口由接分相操作箱的端子tjr改为接手跳端子stj;(3)电流继电器改型;(4)电压闭锁元件改型并与母差保护不共用。为了防止开关拒动造成电网大面积瓦解事故,宁夏电网220kv以上厂站均装有断路器失灵保护。从1990年迄今,宁夏电网失灵保护不正确动作3次,其中拒动1次,误动2
2、次。对于失灵保护的不正确动作,组织有关部门进行了认真的分析及试验,针对其原理接线中存在的问题提出了改进意见。1失灵保护原理接线图(以d型晶体管保护为例)宁夏电网失灵保护原理图如图1所示。当线路发生故障时,线路保护动作起动综重内的继电器tja、tjb和tjc的接点闭合,一路经操作箱出口跳闸,另一路去起动失灵保护。如果开关跳开,则保护返回,tja、tjb、tjc接点返回,电流闭锁接点lja、ljb、ljc返回,电压闭锁接点1yzj、2yzj返回,失灵保护不动作。如果开关拒动,则tja、tjb、tjc接点不返回,电流电压接点闭合,起动中间继电器1bzj、1zj、2jz和时间继电器sj,通过电压切换接
3、点来选择故障元件在母还是母,时间继电器sj瞬动接点闭合瞬时将故障线路开关三跳1次,如果故障仍未切除,则sj延时接点闭合,0.3s跳开母联开关,0.5s跳开拒动开关所在母线上的所有元件。图1失灵保护原理图fig.1schematic of protection against fault switching2失灵保护原理接线存在的问题由于失灵保护瞬时出口跳闸的时间与tja、tjb、tjc经分相操作箱出口跳闸的时间相差不多,当线路开关切除故障时间较长时,失灵保护瞬时跳闸回路可能出口。由于失灵保护瞬时跳闸回路出口,在运行中暴露出两个问题:一是宁夏电网220 kv线路投的是单相重合闸,当线路发生单相瞬
4、时性故障时,由于失灵保护瞬时出口跳三相,造成开关不能重合,例如,青铜峡变、银川变各有1次在线路故障时,失灵保护瞬时出口信号掉牌;1999年7月27日,220 kv青坡线发生c相接地故障,开关约110 ms将故障切除,同时五里坡变失灵保护瞬时出口信号掉牌,五里坡变侧开关三跳未重合。二是由于失灵保护发出三跳命令,起动操作箱内永跳继电器tjr,tjr接点反过来又去起动失灵,当电流、电压接点因故不能返回时,则形成如图2所示的自保持回路,虽然线路故障已切除,线路保护已返回,但失灵保护仍处于动作状态,一直到将母联及母线上所有元件跳开,银川变失灵保护误动与此有关。图2自保持回路fig.2self-holdi
5、ng circuit3有关测试数据及银川变失灵保护误动原因分析问题发现以后,与银川供电局有关人员在220 kv银川变进行了试验,试验结果如下:(1)测试tja经操作箱出口开关跳闸时间。将失灵保护跳闸回路压板打开,用tja起表,twja停表,结果如表1所示。表1分相出口跳闸时间测试结果次数 1 2 3 4 5时间/ms 92.6 92.0 90.9 91.2 91.6(2)测试失灵保护瞬时出口开关跳闸时间。将线路保护跳闸回路打开,短接电流、电压闭锁接点,对tja起表,twja停表,结果如表2所示。表2失灵保护瞬时出口跳闸时间测试结果次数 1 2 3 4 5时间/ms 194.0 198.1 19
6、8.8 207.2 198.1(3)线路保护、失灵保护跳闸压板均投入,短接电流、电压闭锁接点,用一付延时打开的常闭接点模拟线路保护动作、开关灭弧、保护返回时间,调整该接点时间观察保护动作情况,试验接线如图3所示,试验结果列于表3。表3模拟测试结果次数 zj延时时间/ms 动作情况 备注1 80 开关跳闸,失灵瞬时信号未发出2 88 开关跳闸,失灵瞬时信号未发出 做5次3 98 开关跳闸,失灵瞬时信号未发出 第1次 98 开关跳闸,失灵瞬时延时信号发出 第2次4 102 开关跳闸,失灵瞬时延时信号发出5 168 开关跳闸,失灵瞬时延时信号发出图3模拟试验接线fig.3scmulation tes
7、t connection从表1、表2可以看出,银川变失灵保护瞬时出口比线路保护经分相操作箱出口慢大约100ms。从表3可以看出,如跳闸接点tja闭合时间超过98ms,失灵保护的瞬时跳闸回路将动作,当电流、电压闭锁接点不能返回时,则形成自保持,此时即使线路保护跳闸接点tja返回,失灵保护仍然动作,一直到延时信号出口。以上测试结果可以从银川变1994年12月31日线路故障,失灵保护误动作的故障录波图上得到证实。1994年12月31日,银川变的220 kv武银乙线发生c相断线永久性接地故障,两侧线路保护动作正确。从故障录波图上可以看到,银川变426开关故障后70 ms将武银乙线c相断开,重合闸动作,
8、重合在故障上,经105 ms将武银乙线三相跳开,武银乙线三相跳开后340 ms银川变失灵保护误动作将220 kv母联开关跳开,经过560 ms将武银乙线所在的母上的所有元件跳开。第一次故障70 ms切除,减去线路保护动作时间10 ms(零序段按说明书要求10 ms),小于失灵保护瞬时出口需要延时98 ms,因此,失灵保护瞬时跳闸没有出口,重合闸进行了重合。重合以后,105 ms将故障切除,从此105 ms中减去线路保护动作时间10 ms,再加上返回时间7 ms,tj节点闭合时间有可能超过102 ms,因该闭合时间大于失灵保护瞬时出口要求的98 ms,因此失灵保护瞬时跳闸出口 动作,并与线路保护
9、一起去起动永跳继电器tjr,当银川变失灵保护电流、电压闭锁接点由于粘住等原因不能返回时,将形成图2所示的自保持回路,此时虽然线路故障已被切除,线路保护已返因,但失灵保护仍处于动作状态,一直到将母联开关及母上所有元件切除。4失灵保护的改进意见(1)失灵保护的瞬时跳闸改为延时跳闸考虑当线路发生故障,线路保护正确动作,但开关拒动时,即使失灵保护瞬时跳闸动作,开关仍然不能跳开。当线路保护拒动,开关正常时,因为没有起动元件,失灵瞬时跳闸回路将无法动作,因此,该回路瞬时跳闸意义不大,建议改为延时跳闸,如图4所示。图4失灵保护瞬跳加延时回路瞬时跳闸回路的延时时间1sj应大于t1、t2、t3和t4时间之和。t
10、1为继电器tja、tjb、tjc、tjr、tjq经操作箱发出跳闸命令的时间;t2为开关跳闸及灭弧的时间;t3为保护返回时间;t4为继电器tja、tjb、tjc、tjr和tjq的返回时间。建议宁夏电网统一增加100 ms延时,加上原来的固有延时约100 ms,因此,瞬时跳闸回路的总延时约200 ms,远大于要求时间。(2)为了避免失灵保护形成自保持回路,失灵保护的出口由接分相操作箱的tjr端子改为接手跳端子stj,如图5所示。图5失灵保护经手跳端子跳闸(3)电磁式电流继电器应改型由于电流继电器的定值要考虑在最小运行方式下有足够的灵敏度,因此定值较小,在大方式或某些方式下可能频繁起动,电磁式电流继电器振动比较厉害,容易出现机械故障(银川变失灵保护误动作,其故障相c相的电流继电器接点粘住,不能返回,检查其它线路电流
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