交流操作继电保护设计中的几个问题论文_郭星阳1,刘子寰2

交流操作继电保护设计中的几个问题论文_郭星阳1,刘子寰2

(1广州局中国南方电网有限责任公司超高压输电公司 570100;

2广州局中国南方电网有限责任公司超高压输电公司 570100)

摘要:本文通过对交流操作继电保护去分流跳匝接线的特点及继电保护装置的要求的深入研究,将对电流保护的整定计算,去分流触点容量的校验及电流互感器变化的选择等问题进行重点分析。

关键词:继电保护:交流操作:问题

一,引言

电力系统有两个重要组成部分,一个是电网继电保护,一个是安全自动装置。它们对电力系统的安全经济运行,对避免意外事故的发生起着重大作用。我院从上世纪起就负责编写变配电二次接线的编制工作,技术水平在国内电力行业当中一直也处于领先,近来,随着科学技术的飞速发展,新兴技术都呈现不断更新换代的新局面,让原有的电力图集某些程度已经不能满足现在的新科技需求,也不再符合制造业和使用单位的标准需要,特别是我国在我国出台了一系列有关电力改革的政策之后,我国对电子行业的标准越来越高,所以,我院接手了对电力原图集的修编任务,并完成了交流操作标准图集的修编工作。

二,工作情况概述

2.1设备选型

包括对一次和二次设备的择优选型工作

2.11一次设备 选用的是可配弹簧操动机构的新型真空断路器。

2.12二次设备 选用的是新型继电器及其他的二次元件,比如信号灯,测量表及,操作按钮等一系列的配件。

2.2确定好保护方案

通过对原有方案的设计,从而根据实际应用确定好对其取舍部分,我们在高压测单相接地上增加了保护方案。

2.3实验

实验包括对对电脱扣线圈的阻抗进行的测定,对交流操作点容储能跳闸的测定,及当电压互感器为电源时为弹簧操作机构时的储能测定实验。

2.4计算

主要包括保护装置的整定计算和灵敏系数校验,电流互感器的误差效验及继电器强力切换触点容量校验等等,

2.5对新图形画法,图形符号及文字符号的采用

由于实验都是要建立在比较成熟的技术理论指导上的,所以和实验相关的具体细节笔者不再进行赘述,笔者着重讨论的是实验结果和图集修编的整个过程中出现的一些问题,这些问题对生产厂家和科研设计单位来说也是非常有益的。

三,继电保护交流操作的方式介绍

上个世纪是电力系统的继电保护首次出现的时间,现如今已经历经40多年的变革更新,现在的继电保护交流操作方式的技术已经趋于完整。交流操作方式的优点有很多,它具有操作系统接线简单,价格成本低等特点,比较适合用在终端变电所或发电厂远离主厂房的辅助变电所上,其具有十分广泛的实际应用价值。我们再从它的简单原理说起,目前在交流操作继电应用比较优越广泛的是去分流方式。这种方式下交流操作电的供电方式是依靠电流互感器直接向电流脱扣线圈(YCD)供电的。它正常运行时YCT会被继电器常闭触点短路:就是说通常在发生故障的时候,它的保护动作是继电器触点进行切换,先对常开触点就行闭合,然后常闭触点会打开,此时YCT就接入电流互感器的二次侧了。最终利用短路电流的能量来对断路器进行有效跳开。我们说一下去分流方式主要的两种保护特性:一种是用DL型电流继电器及ZJ-6E型中间继电器构成的过电流保护及电流速断保护,这种保护具有定时限特性。另一种是用GL(LL)过流继电器构成的过电流保护和电流速断保护,这种保护具有反时限特性。我们主要是通过这两种方式进行交流操作继电保护的设计实验。

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四,交流操作继电保护设计中出现的问题总结

在交流操作继电保护的应用过程中,计算是非常重要的工作,除了一般继电保护都具有的保护装置整定计算及灵敏系数的效验外,还要对继电保护中特有的继电器强力切换触点容量和电流互感器作为电流源时的脱扣器跳闸动作进行可靠性效验。这些都是要进行精准效验计算的内容,因为它们对继电保护的保证交流有着十分重要的作用。所以我们对这些年在交流操作方式中出现的新问题都进行了总结概括,其中包括:

1,继电保护计算中一般都会对电流脱扣器有着十分严格的参数要求,但是这点恰恰被很多生产者和机构设计人员忽视,且这种情况普遍存在,没有被业内专业人士重视。如果不能及时有效的解决这个问题,后果将十分严重。

2,随着大量UPS不间断电源的出现,很有可能会在继电保护交流操作方式上出现新的控制及操作电源方案,新的控制方案将会带来崭新的内容。下面,我们将进行问题的详细阐述。

3,继电保护交流操作方式对电流脱扣器的要求

过电流脱扣器参数对脱扣器动作可靠性的影响:

如前所说,交流操作是以电流脱扣为主,分励脱扣为辅助的方式进行交流电的保护,他完成短路故障跳闸的主体在使用前必须经过可靠性的效验,效验时间是在其一过电流脱扣节动作的时候,这个时候电流互感器便会给其提供充足的功率来保证脱扣器动作的可靠性。这里不再赘述电势效验方法的详细计算过程。实验的最终结论是,电流互感器所提供的二次测电动势(E)应大于保证脱扣器可靠,即动作所需的电流互感器二次侧电势的计算值公式中,m10—电流互感器 10%倍数(l0P 级准确限值系数)Zfh.10—按 10%误差曲线,根据 m10,求出电流互感器允许的二次负荷阻抗Z2—电流互感器二次侧线圈阻抗Kk—可靠系数,取 1.2 Kk2.f.min.j—两相短路时继电器的最小分配系数为其值为流过脱扣器线圈的电流与电流互感器二次电流之比,各被保护元件保护用电流互感器星形接线及差接线时,最小分配系数为 1。所以有此得出,作为电流互感器的主要负载部分,过电流脱扣器线圈的阻抗直接就对分闸动作的可靠性进行着影响。Ztq的值越大,那么 Zfh 的值就会相对越大,那么它对电流互感器输出电势的要求也就越高,一旦这样,那么就很难满足电流互感器的可靠性,当输出的电势一般无法满足式(1)的要求时,那么交流操作继电保护即宣告失败。因此,交流操作继电保护就自然而然要对过电流脱扣器在线圈阻抗上的要求颇多,也具备特殊性,即它一定要满足脱扣器动作的可靠性效验才行。我们经过对大量的实验和计算数据的表格进行分析看出,如果想要脱扣器动作满足可靠性这个效验要求,那么脱扣器线圈阻抗值最好是小于或等于2Ω(最好约等于为 1Ω)时效果最佳。

实际应用中的问题:

因为脱扣器铁心运动的关系,所以在整个过程中阻抗即是一个变量,在脱扣器动作的可靠性效验试验进行中,一般情况下都是把铁心静止时所具有的阻抗力作为计算条件的,所以当保护接线有两个分闸线圈串联的时候,会对脱扣器动作的先后顺序进行考虑,会按照铁心一个静止一个吸和来计算,并且会在电流从K•kItq,到 6A 时时设定为它的阻抗值。所以笔者在对目前市场上的典型断路器所配置的弹簧操动机构在进行过电流脱扣器阻抗的特性试验时,就是通过对过电流脱扣器线圈阻抗及电流两者的关系曲线的测量,用以为方便计算和效验脱扣器线圈动作的可靠性提供了必要数据。

总结:根据我们的实验研究得出:因为交流操作继电保护在过电流脱扣器线圈上有着非常高的标准要求,所以机构的设计者要对这个问题加以相当高的重视度,并且我们对《35/6(10)KV变配电二次接线标准图集》进行了精准修编,并从中发现问题,从而做到及时解决问题,总结如上,希望能对设计生产单位起到好的借鉴作用。

参考文献:

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[2]交流操作无人值班的变电站設計[J].电力术.1960(08)

[3]任有刚,赵洪山,李延瑾.断路器交流操作方式保护可靠性问题的研究[J].科技致富向导.2012(14)

[4]胡汉杰.自并激励磁和交流操作系统中发电机过电流保护设计[J].河北水利水电技术.2000(04)

[5]曾敬梅.继电保护交流操作方式的关键问题及对策[J].电气用.2005(12)

论文作者:郭星阳1,刘子寰2

论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期

论文发表时间:2017/11/20

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