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关键词 35 kV;大容量变压器;继电保护;整定;配合
中图分类号 TM774 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)101-0190-01
近些年来,为满足用电客户的需求,许多35 kV的变电站,逐渐采用大容量的变压器。但变压器本身容量的增大,导致短路阻抗能力较小,35 kV线路的电流速断延时,无法与后备保护进行配合。笔者根据从事多年的电力行业经验,对35 kV大容量变压器继电保护的整定及配合进行分析。
1 35 kV大容量变压器继电保护的整定计算
整定计算以110 kV变电站中的35 kV线路为依托,变压器为20 MVA。4 km的线路长度,110 kV大容量变压器的型号:SFZ11-20MVA,8%的阻抗电压,0.28/0.36的系统母线阻抗。系统电气的连接图如图1所示:
图1 系统连接图
首先,35 kV线路的电流保护。根据3 kV~110 kV电网继电保护装置运行整定规程DL/T 584—95,电流速断的延时定值,与本线路的末端故障保持足够灵敏度,按公式整定计算:IDZ≤ID.min/KLM。其中灵敏系数为KLM,DZ≤10 min/KLM,当1.5≤KLM时,IDZ的电流值为本线路末端的两相短路的最小值。同时,为确保选择性,35kv的线路电流速断延时保护,应避免母线短路的10 kV,可按公式:KK·ID.max≤IDZ。其中母线短路的10 kV的最大电流值为ID.max,可靠系数为KK,1.2≤KK。因此,在35 kV电压中,小容量变压器的变电站,应保持保护整定定值计算满足上述公式,以确保整个线路故障的灵敏度足够,又确保了母线
10 kV故障的可靠性躲避。ID.min为最小电流值,应该满足ID.min=22(0.3164+600.11)=2702A;ID.max为电流最大值,应该满足ID.max=(0.27+10.59761+0.374)=2012A;从上述两个公式可以看出,电流值不可能同时满足。同时,由于投入了大容量的变压器,导致短路阻抗能力较小。在35 kV变电站中,当流过有母线10 kV短路,使得短路的电流值较大,从而导致保护不配合。
其次,35 kV主变后备的保护。按照R`hDL400-91 `L1继电保护和安全自动装置技术规程,其整定计算的原则为:其一,无论是高压侧或低压侧,均选择过电流保护;其二,根据最大负荷的电流躲避,来整定过流保护的定值;其三,对于用户变电站的单台主变运行方式,高压侧或低压侧的过流保护,均选择时限较短时,进行跳低压侧分段。于时限较长时,选择两侧跳开关,跳开关的时间必须与线路的过流保护动作保持一致。遵循以上原则,对于35 kV的主变,在高压侧后备整定时:KKI=0.94×329=451A;在低压侧后备整定时:DZkPH.maxPHf=IDZ=09.4×1047.619=1434A,其中配合系数为kPH,同时保证低压侧后备的保护动作时间,同跳闸开关、高压侧保持一致。
2 35 kV大容量变压器继电保护整定计算中存在的问题
按照《整定规程》中所规定,35 kV线路电流速断的延时保护,必须考虑灵敏度的因素,必须通过取值计算,才能确定整定值。如此,便延伸了35 kV线路保护的范围,将电流速断保护扩展到10 kV母线。当电网处于故障时,为确保保护动作具有选择性,根据《整定规程》所规定,35 kV的线路电流速断延时保护,可与10 kV母线灵敏段进行配合电流保护,并考虑10 kV线路的灵敏段保护的时限在0.3秒。35 kV线路时限,可延长电流速断保护的时限极差,一般考虑为0.6秒。
此时,当10 kV母线在35 kV变电站中,发生短路故障。可在变压器进行后备保护前,1.1秒进行10 kV分段的跳闸,恢复另一端母线的供电正常。35 kV线路处于0.6秒的电流速断延时保护时,
35 kV线路可能已先被动作跳开。同时,经过大于1秒重合闸的延时动作,重合闸将再次重合,产生永久性故障,导致跳闸。另外,10 kV母线的线路处于故障时和开关拒动时,也会产生重合闸将再次重合,产生永久性故障,导致跳闸。在35 kV大容量变压器中,当处于故障状态时,如果按照常规整定及配合的方法,就会使停电的范围扩大。同时,可能由于变压器主变后备的保护时限过长,而使母线没有再次动作的机会。
3 35 kV大容量变压器继电保护配合问题的解决措施
当出现配合的问题,一般考虑根据现有接线的实际情况,设计出合理整定、配合的方案,以保证保护配合,提供可靠的供电。
首先,整定灵敏度。由于35 kV线路电流速断的延时保护,必须考虑灵敏度的因素,必须通过取值计算,才能确定整定值。应考虑10 kV线路的灵敏段实现0.3秒时限的电流保护配合,按照10 kV线路灵敏段进行35 kV线路时限,可延长电流速断保护的时限极差,一般考虑为0.6秒,进行10 kV灵敏段的电流整定:IDZ.10≤3.3019 IDZ.35/kPH。其中10 kV线路灵敏段电流保护的定值为IDZ.10,35kv线路灵敏段电流保护的定值为IDZ.35,配合系数为kPH,1.1≤kPH。
其次,后备保护中的过流保护。因为35 kV变压器中,必须考虑10 kV线路的后备保护,可添加一段保护过流,电流保护定值根据10 kV线路故障的实际情况,按照灵敏度大于1.5倍进行整定,动作的时限同10 kV线路灵敏段在同一时限进行整定。10 kV的母线流过短路主变,其低压侧的开关电流最小值:ID.min=22(0.35.94+0.374+0.12)=5570A,IDZ≤ID.min/KLM=3713.333=3713A;同10kv线路灵敏段进行配合保护,10kv母线分段进行0.6秒跳开关,10 kV侧主变进行0.9秒跳开关。在10 kV侧主变中添加一段保护后备。当所在母线和设备处于故障状态时,后备保护可在10 kV母线的分段中,进行0.6秒的跳开关,以进行故障点的切除。同时,35 kV线路电流速断的延时保护,如重合动作成功后,则对另一端10 kV的母线供电进行恢复。这样既可解决10 kV母线和设备的故障问题,又可解决保护配合问题,同时保留了原后备保护电流定值。
4 结束语
由于35 kV的大容量变压器存在短路阻抗较小的缺点,以致无法同继电保护进行征订和配合。从本文的分析、计算中,笔者提出了在10 kV侧添加一段保护后备,以有效解决10 kV母线、设备的故障问题以及35 kV大容量变压器继电保护配合的问题,避免出现越级跳闸,导致停电范围扩大,保留了原保护后备,能对10 kV线路的末端故障有着良好后备的作用,以提高配合的效果和供电的可靠性。
参考文献
[1]郝福忠,侯元文,郭海燕等.35 kV大容量变压器继电保护整定及配合[J].电力系统保护与控制,2010,38(4):116-118.
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【关键词】整定计算;阻抗矩阵;相继动作
引言
继电保护整定计算是电力系统生产运行中一项重要的工作。随着电网规模的不断扩大,电网结构日趋复杂,电力系统整定计算的工作量和复杂程度越来越大,利用计算机技术提高整定计算的工作效率和正确性越来越受到人们的重视。
在电力系统实际运行当中,局部的拓扑结构和参数变化方式越来越多。计算机整定中,如何为这些运行方式变化提供合适的计算机算法是关键之一。根据整定规程规定,在进行继电保护定值整定时,必须满足常见运行方式,即正常运行方式和一个元件检修的正常检修方式时保护定值不变。
计算机整定时,较为复杂的运行方式是一个元件(线路或者变压器)停运检修,同时另一个线路元件相继动作。在计算分支系数或与高频配合的零序电流时,需要考虑这样的运行方式时支路相继动作。
一、课题的意义
1.1继电保护的重要性
继电保护是保护一次设备的重要设备,保证一次设备的运行安全,实现对一次设备的测量,遥控等。继电保护的基本要求是选择性,速动性,灵敏性,可靠性。
1.2继电保护的要求
重要性就是保证一次设备安全稳定运行,满足继电保护的基本要求。在这种运行方式下,用计算机的方法求取分支系数或与高频配合的零序电流,相关的文献中介绍不多;对此作者进行了较为深入的探讨;根据相继动作的特点,文中先提出了等效的网络模型,再根据模型的特点对支路追加法做了进一步的推导,在此基础上给出了适合计算机整定的算法。
1.3继电保护整定的时间性
为了减轻整定人员的工作量,缩短整定计算周期,我们根据部颁整定计算规程,结合牡丹江地区电网特点,编制了继电保护实用整定计算程序。该程序可对相间距离保护、接地距离保护、零序电流保护进行全面的自动配合整定。整定人员可灵活地对整定过程进行干预,从而保证整定结果满足实际电网的运行要求。
继电保护整定计算干预结果是为保证电网的安全稳定运行,在继电保护整定计算工作中引进计算机,采用先进的科学技术,实现整定计算程序化,即用微机代替人工进行大量的整定计算工作,缩短整定计算周期,减少人为的错误,确保继电保护整定定值能够满足电网发展的要求。尽管以往也开发过不少整定计算方面的程序,但都不能很好地满足系统的要求,不能进行全面地自动执行整定配合工作。
二、等效网络模型的建立
为了使模型具有一般意义,这里用支路两端的节点来表征支路,对于被配支路相继动作,由相继动作的含义,可以分两步来模拟。首先在节点之间并联一条阻抗链支,来等效支路的开断,然后再由另节点引出一条阻抗等于树支,来模拟相继短路点的影响,出现网络新增节点。对于参与轮停的支路停运检修为例,可以等效为向网络节点间接入一条阻抗链支,形成支路阻抗。由以上讨论,该运行方式的变化可以用向原网络中追加两条链支和一条树支来模拟。
2.1如果采用节点阻抗矩阵作为电力系统的数学模型,那么这种运行方式变化就可以通过阻抗矩阵的变化来反映。先考虑对追加的两条链支的处理。
2.2追加两条链支时阻抗矩阵元素的修正公式
由支路追加法,若在原网络的节点之间接入一条阻抗的链支,网络节点阻抗矩阵的阶数不变,接入链支后网络阻抗矩阵中的元素,是接入链支的阻抗值,其余的是原阻抗阵中的元素。
设一个有n个独立节点一个电力网络,其节点阻抗矩阵为断开一条支路后修改得到的阻抗矩阵,又断开一条支路后再次修改得到的阻抗矩阵,假设现在网络中在支路检修,在此之前支路也已经检修。
2.3树支的处理
就一般情况而言,设-个电力网络有n个独立节点,已知其节点阻抗矩阵Z为方阵,若从原网络中的节点上接入一条阻抗为的树支,该网络将出现新增节点。此时的阻抗矩阵将比增加一阶.
2.4算例
在被配支路末端发生单相接地短路时,以计算流过开关的零序电流为例,考虑支路开断,被配支路相继动作的情况,参考等效网络模型。
若只记及支路开断时零序网中阻抗矩阵的素的修正值,可以根据求取正序网中阻抗矩阵的元素,它是考虑了开断和相继后的修正值。正序网中支路的阻抗值。可以比照求取,须注意的是此时用到的应该是正序网的阻抗矩阵和参数。同理,可得它是在零序网中求取的。
三、水电站继电保护配合要点
3.1水电站继电保护在时间上应有配合,上一级的保护整定时间比其配合的下一级保护的整定时间长出一个时间差。
3.2在保护范围内有配合,即对同一故障而言,上一级保护的灵敏系数应低于下一级保护的灵敏系数。
3.3上下级保护的配合一般是按保护正方向进行的,其方向性一般由保护的方向特性或方向元件进行的。其方向性一般由保护的方向特性或方向元件来保证。对于电流保护,为了提高其保护的可靠性,对其中的某一段保护如果它的整定值已能和反方向相应保护配合时,应该取消方向元件对该段保护的控制。
四、整定计算的人工干预
随着电力系统网络的不断发展和结构的日益复杂,水电站系统环网、短线和超短线、T接线路、大机组和零序互感器祸流等问题的出现,使得继电保护整定计算日益复杂,工作量日益增大,以零序电流保护为例,虽然其保护原理简单,但受运行方式变化的影响很大,零序互感器线路的存在更增加了整定计算的复杂度,同时整定系数的选取以及各段零序电流整定的相互配合问题,更需要灵活给予处理,因此,有必要适度进行人工干预。
关键词:定值整定;计算管理;继电保护
中图分类号:TM77文献标识码: A
引言
配电系统主要是因为人为设备或者自然等方面的因素而形成的,因此当配电网发生故障后,为了保证继电保护装置能够快速地清除故障,就需要保证继电系统的可靠性以及设备安全等。因此,继电保护在电力系统中的地位,我们可以看出是十分重要的。
1、电网继电保护整定计算的现状分析
在电网建设与运行发展中,继电保护整定计算是实现电网安全稳定工作运行的重要基础保障,对于电网工作运行以及建设发展有着非常重要的作用和影响。近年来,随着电网建设的不断发展,电力系统继电保护的结构装置以及种类越来越复杂,进行继电保护整定计算的工作量也越来越大,为了满足电网继电保护整定计算的相关需求,对于整定计算工作人员的专业化水平以及实践经验要求也越来越高,而实际的电网建设中继电保护整定计算主要依赖于人工手算,远不能满足电网继电保护整定计算的实际需求,针对这种情况,在电网建设与计算机信息技术不断发展应用基础上,国内外对于电网继电保护整定计算的研究也有了一定的新突破与新发展,实现继电保护整定计算系统软件的设计,并在实际计算中得到应用。
这一时期设计实现的继电保护整定计算系统主要由图形建模以及故障计算、整定计算、数据管理等结构模块组成,在电网建设中得到了较为广泛的应用实现,很大程度上提升了电网继电保护整定计算的自动化水平,但仍然存在着较多的人工操作环节,为继电保护整定计算的智能化研究与发展提供了很大的空间。
2、继电保护整定计算概述
继电保护是研究电力系统故障并提出反故障措施的一个过程,因其在维护过程中与继电器有关,因而称其为继电保护。从其名词解释中可以看到继电保护的重要性,因为继电保护关乎到能否在最短时间内将故障带来的破坏降到最低,从而达到维护供电设备与供电区域的用电安全与通达。然而继电保护又与其定值计算有极大关系,因其对保持供电的稳定和顺畅有很大关系,所以加强对继电保护整定计算特点分析是我们务必进行讨论的课题。时代的发展让全国电网互联的工作日益复杂化,21世纪是一个数据时代,电力的发展也离不了高科技的数据平台,有关继电保护整定计算的相关软件也不断涌现,然而总的情况是各自为政,没有一个共同的软件,且其间利用的数据也不尽相同,这在一定程度上影响到了电力故障的及时维修。因而我们通过对继电保护整定计算特点的分析在某种程度上增进了电力系统安全运行的可吸取之经验。
3、定值整定计算管理其在继电保护之中的应用
3.1、电流速断保护措施
我们在进行整定计算的时候,由于10kV的线路一般都是为了保护电流速断最末级,因此定值计算就偏重于灵敏性,为了不改变用户变电站的线路,我们需要选择性靠重合闸来保证。进而在进行实际计算的时候,需要我们按照保护安装较近的线路最大的变压器低压侧的故障进行整定。因此,当保护按照处变电站主变流保护为一般过流保护的时候,需要进行电路速断定值与主变过流定值相配合。特殊线路的处理:①线路很短,最小方式时无人保护区;下一级为重要的用户变电站时,要将速断保护改为时限速断保护。动作电流与下级保护速断配合,此种情况出现在城区新建变电站或改造变电站的时候,我们建议保护配置用全面的微机进行保护,这样改变保护方式就相对容易。我们在无法采用其它保护的情况下,可以依靠重合闸来保证选择性。②当保护安装处于主变过流保护为复压闭锁过流或低压闭锁过流时,不能够与主变过流配合。③当线路较长且相对规则的时候,线路上的用户就会逐渐减小,我们就需要采用躲过线路末端的最大短路电流进行整定,这时候可靠的系数则采取1.5-1.8。此种情况我们一般也只是能够保证选择性和灵敏性。④当速断的定值较小或者与负荷电流相差不大的时候,我们需要先验证速断定值躲过励磁涌流的能力,然后再往下继续进行。2.2过电流保护我们按照躲过线路上配变的励磁涌流整定。变压器的励磁涌流一般是额定电流的6-8倍。因此,当重合闸线路需要躲过励磁涌流的时候。我们需要决定线路总励磁涌流就会小于同容量的单台变压器的励磁涌流。因此,我们在进行实际整定计算的时候,就会适当降低励磁涌流系数。
3.2、TA饱和
在10kV的配电线路中,因为在整个线路的各个位置的电流是不相等的,且在线路出口位置的电流一般也比较小和不固定的,且会随着系统运行方式或者是规模的改变而改变,其电流最高可达到TA几百倍的额定电流,这个时候TA饱和的现象就会出现。此外,由于在短路电流当中会含有大量的非周期分量,暂态的短路故障也会加速TA的饱和。如果10kV的配电线路出现暂态的短路故障时,因TA处于饱和状态,二次侧的感应电流会很小,保护装置就会因为能量不足而产生拒动作的可能,不但延长了故障的时间扩大了事故范围,甚至会影响整个配电线路的稳定安全运行,所以,TA饱和问题是应该引起重视的问题,因为其自身的难于控制和事故易扩大的特点。通常情况下对于这个问题的解决大致有以下两种方法:一是在选择继电保护装置特别是TA的时候,尽量不要选择变化范围较小的,TA饱和是必须要充分考虑到线路短路故障的,比如对于10kV的线路保护来说,TA的选择变化范围应不小于300/5。第二就是要尽量降低TA的二次负载阻抗,避免计量与保护共用TA,从而缩短TA的二次电缆长度,也加大了二次电缆的截面,以防止TA饱和的问题。
4、继电保护整定计算中的重点与注意事项
我们已反复谈到继电保护整定计算对维护电网安全运行的重要性。可我们仍要考虑到一些突况下的继电保护。
4.1、冬季,恶劣的天气情况可能突然降临
例如2008年的雪灾、冰灾造成了全国很大区域的用电困难。为此,我们要增强冰灾用电方面的预防意识。因冰灾期间的电网线路强弱电源变化无序,所以加强继电保护定值的研究很有必要。这样不仅能响应国家节能方面的要求,也能为此电网运行顺畅。
4.2、既然继电保护整定计算如此重要,因此要维持一个较稳定的值就要加强继电保护管理。要根据电力系统的发展与变化,及时修订继电保护的管理方案。同时也要加强继电保护整定计算中的档案资料记载,这样有利于新旧整定值的替换,为以后的工作留下参考的依据。
4.3、任何一项活动的开展都少不了各个部分的合作。继电保护整定值的运用中也少不了。例如在整定值的变更中,继电保护整定人员,生技部门与调度部门要密切联系和配合。再一个就是要在对定值更变时加强设备的检修力度,并要按照一定的程序来申请变更方案,在获得大多数部门的认可后再来开展后续工作。
5、结语
在配电网运行过程中,继电保护发挥着极为关键的作用,而且继电保护装置工作过程中,继电保护整定计算作为十分关键的环节,整定计算的准确性和可靠性是确保电网能够安全稳定运行的基础,所以需要我们在日常工作中加强继电保护的整定计算,从而确保继电保护系统能够正常运行,确保电网能够及时、稳定的提供电能的供应。
参考文献
[1]都健刚.继电保护定值整定计算和管理中的自适应技术[D].四川大学,2003.
[2]钟耀星.县级电网继电保护整定系统研制与应用[D].南昌大学,2013.
【关键词】继电保护 整定计算 专家系统
现阶段,电力系统面临着巨大压力。由于系统结构庞大,发电、输配电过程复杂,且受外部环境影响较大,在运行中容易出现各种故障,对电力系统的工作形成阻碍。继电保护主要负责电力系统的保护工作,若可靠性得不到良好的保障,不但起不到保护作用,还有可能使故障进一步扩大。因此,想要保证继电保护系统的可靠性,就需要运用整定计算专家系统进行应用。
1 继电保护及整定计算专家系统概述
继电保护是指研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等),使之免遭损害,所以沿称继电保护。基本任务是:当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
专家系统指的是一个智能计算机程序系统,其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说,专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统,它应用人工智能技术和计算机技术,根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题,简而言之,专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
2 继电保护现状
针对电力系统运行中出现的各种故障,在现阶段,我国对于继电保护装置的要求也也来越高,但是,在实际的继电保护设备中,对于各种参数的设置病没有达到相应的要求,这就需要对相关的参数信息进行一定的分析,并进行相应的整理,以保证当有故障出现时能够有效的将各种运行状况进行反馈,以使工作人员及时的根据相关问题制定出特定的解决方法。但是,在实际的工作过程中,相关设备的故障信息并不能真正有效的反应到工作人员手中,而当工作人员发现了问题之后,还需要进行一定的程序申报等,这就导致设备并不能真正的得到及时有效的解决,进而造成更大的损失。
在现代信息技术相对发达的社会,我国的一些电力企业也都开始实施信息化的管理,同时与现代的计算机技术相结合,有效的建立起了相对独立有效的系统,简单的说,此系统就是继电保护及故障系统,当此系统出现了问题时,此系统就能够有效的对相应问题进行分析,并通过分析的结果做出相应的解决,等问题得到解决之后,还会将所解决的问题有效的传送到继电保护及故障系统中心,这样就能够保证工作人员有效的对电网的运行状态进行掌握。同事,还可以通过对终端的调度提供一定的信息,以保证其能够对故障进行综合性的分析,进而真正的实现继电保护的自动化管理,这样就能够有效的提高工作的效率以及对以后此类问题的解决防范。
3 继电保护整定计算专家系统分析
3.1 系统设计
在对继电保护整定计算专家系统中,整定计算具有一定的整定计算原则,而此原则的成立也是以对电网故障的计算作为基础确定的,在对继电保护进行整定计算的过程中,需要进行一系列的准备工作,既进行大量的反复定值计算,对所进行的定值计算结果进行比较,最后再进行结果的筛选。在这整个过程中,需要大量的专家经验进行干预,而在专家经验中,还包含有正定原则以及经验事实。通常情况下,整定计算专家系统的知识库中主要的存放的是电力系统继电保护整定计算的整定原则,而这些原则在存储的过程中,其主要的形式是以信息的形式存在的,而这些信息可以被计算机所识别。
3.2 各部分说明
专家数据库中所包含的知识主要就是关于整定规则以及运行人员的经验知识。一般来说,整定规则主要包含有两个方面,既:一、部颁整定规则,二、特定装置的整定规则。其中,专家都进行了相应整定类型保护的制定,并通过保护类型制定了一定的数据表,以此来保证将数据结构形式进行保存,而当出现新的情况时,可以将产生的新数据在表中进行直接的输入,进而对计算机中所含的参数进行下一步的修改即可。
专家系统中的核心部件就是推理机,而推理机最为主要的任务就是讲知识库中的整体模块、整定计算模块等进行控制,进而保证整定计算在保护装置下完成。专家系统推理机主要的控制策略是以正向的推理完成的,当在进行整定计算时,对整体的整定计算规则以及灵敏程度都有较为确切的要求,这也就保证了专家整定计算可以从条件中入手,进而找到符合领域要求的思维。
3.3 系统特点
在整定系统专家计算程序正常运行时,将提取的整定规则和网络参数信息进行相应的处理,可以使其成为动态的知识库和动态的数据库,而当目标级规则得到满足时,则此整定规则就会被集火,进而可以将在此条件下的内容以及结论进行记录,并储存在综合数据库中。根据此整定计算专家系统设置的灵活性,可以大大的提高继电保护整定计算的准确度。
4 结束语
通过上述分析可以知道,随着电力系统规模的不断扩大,其相应的复杂性也越来越大,使原有的分析方法已很难完成正常的继电保护工作。所以,对专家系统在电力系统中的应用,可以有效的保证电力系统在进行整体的研究时具有更大的活力,进而保证电力系统中继电保护的整体智能化,运用整定计算对电力系统进行控制,有效提高电力系统继电保护自动化水平。
参考文献
[1]吴慧颖.电网继电保护整定计算专家系统存在的问题及对策研究[J].北京电力高等专科学校学报,2012,29(11):214-216
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关键词: 电动机;保护;整定
中图分类号:TM6 文献标识码:A 文章编号:
随着微机保护装置的广泛应用,微机保护硬件高度集成,软件灵活,保护功能越来越多,且日趋完善。现在微机型电动机保护装置除了原有的差动保护、速断保护、接地保护、过负荷、低电压保护外,还新增了负序保护、电动机反时限过热保护、堵转保护等,在功能上也较原电磁型继电器有一些扩展,为此,如何更好地对这些保护进行使用与整定,使其更好地保护电动机就变得越来越重要。下面就微机型电动机保护装置的整定原则进行一些分析。
1 微机型电动机保护装置几种新增保护的使用与整定方法的探讨
1.1 电流速断保护装置的使用与整定方法
电流速断保护作为电动机短路故障的主保护,一般按躲开电动机起动电流整定,并考虑一定的可靠系数,微机型电动机保护的可靠系数可以比电磁型小一些,取1.2~1.3,电动机起动电流应实测取得,按负荷性质不同,一般起动电流是额定电流的6~10倍。在保护选型时,最好选择可以自动记录电动机最大起动电流的保护装置,以便整定。微机型电动机保护不存在节约继电器,一般采用相电流接线方式,故接线系数为1。有的电动机保护有起动后速断定值自动减半功能,有的保护有起动后可以单独整定的速断定值,对起动后速断定值不可整定得过于灵敏,一般国内微机型电动机保护对起动的判断是靠电动机的电流,一般厂家对此门坎电流设置为电动机的0.1~0.2倍额定电流,大于此电流判断电动机起动。考虑备用电源自投慢速失压切换时,电机的反馈电流大于此门坎电流,备用电源投入后,电机起动电流有可能大于起动后速断定值而引起保护误动。因此,对起动后的速断定值不能整定得过于灵敏,一般是5~7倍的额定电流。
1.2 电动机负序保护的使用与整定方法
负序保护反映电动机及其电源断相或电动机单相接地(对大电流接地系统的电动机)、两相短路的情况。负序保护定值一般按发电机在额定电流时断线产生的负序电流使负序保护可靠动作来整定,可靠系数取1.2~1.5。保护动作时间以躲过电动机外部二相或单相短路(对大电流接地系统)的动作时间 。负序保护按断相动作整定,动作比较灵敏。对负序保护,国内厂家一般用负序电流作为负序保护的故障量,陡河厂采用的是国电南自的NEP9800电动机保护,其负序保护取三相TA电流,有的厂家如西屋公司的MP3000,ALS1’0M公司的P631保护用负序电流与正序电流之比来做负序保护的故障量,而且有的国外厂家保护装置如SEL 587保护,负序电流保护整定值用的是3U2。因此,对于具体装置的保护定值整定时,都要认真分析电机断相时的负序动作量,作为整定依据。
1.3 电动机接地保护的使用与整定方法
接地保护作为保护电机及电缆单相接地时的保护,大电流接地系统有专用零序TA时,单相接地电流整定值可以按躲过电机起动时的最大零序不平衡电流来整定。对于三相TA收尾来产生零序电流时,为了防止TA二次回路断线时,保护误动作,也可按躲一相断线时的电流来整定。动作时间一般可取0.3~0.5 S。对电机起动时的最大零序不平衡电流最好实测,根据多年来运行经验,一般可按电动机的0.2~0.4倍额定电流来整定,这样的整定能最大限度地保护电机内部中性点附近的单相接地。对小电流接地系统的接地保护,如果只用零序电流而不判断零序电流方向作为零序保护的故障量,一般按躲开外部接地时电动机送出的三相稳态电容电流值来整定,电机电容电流应实测。对于判断零序功率方向的零序保护,按其具体动作原理来进行整定。
1.4 电动机反时限过热保护的使用与整定方法
电动机过热是引起电动机损坏的重要原因,特别是转子因负序电流产生的过热。一般保护厂家的电动机反时限电流与时间的关系可按式 来设计。
1.5 电动机堵转保护的使用与整定方法
电动机堵转保护可防止电机堵转,一般用电动机转速开关和相电流构成。动作时间以躲开电动机从起动到速度开关变位的时间。动作电流以躲开电动机正常允许的最大负荷电流,这样可以防止转速开关误动引起堵转保护动作。
1.6 电动机低电压保护的使用与整定方法
低电压保护是为了保证重要电动机能可靠自起动成功,切除部分不重要的电动机,并防止不允许自起动的电动机自起动。一般电厂低电压保护用母线TV的低电压保护来跳各台电机,其好处是TV低电压保护在一、二次保险断线时,可以闭锁低电压保护。而一般电动机的低电压保护在TV保险断线时,很少有闭锁低电压保护的功能。对高温、高压电厂,次要电动机及不需要自起动的电动机,一般低电压保护动作的整定值为60%~75%的额定电压,动作时间一般取0.5s;重要电动机的低电压保护动作整定值一般为45%~55%的额定电压,动作时间一般取9S。
1.7 电动机过负荷保护的使用与整定方法
定时限过负荷保护应躲过电动机允许长期正常运行的最大负荷电流;动作时间可取电动机最大起动时间。反时限过负荷限制保护按反时限公式以躲过电动机起动时的起动电流和时间来整定。
1.8 电动机差动保护的使用与整定方法
按继电保护和安全自动装置技术规程的要求,容量大于2MW 的异步电动机和主保护灵敏度检验不合格的异步电动机要加装电动机差动保护,国外的电动机保护一般采用变压器保护来代替,因此差动保护装置内部有较完整的电动机后备保护。而国内的一些厂家给电动机设计了专用的差动保护,差动保护装置内部无电动机后备保护,需与电动机综合保护配合共同构成大型电动机的全套保护。国内外的差动保护现在一般都采用比率制动原理的差动保护。
一般比率差动保护整定差动门坎、差动拐点、比率制动系数、差流速断等几个主要参数。国外一般用变压器差动代替电动机差动保护,其保护动作特性如图1(b)。从图1(b)可知:保护有两个可整定的拐点、两段可整定的比率制定系数,当变压器差动应用作为电动机差保护时只需将变压器高低压侧的一次电流、一次电压整定、两个比率制动系数,整定相同,对变压器接线组别进行相应的设定,其它参数的整定与电动机差动整定相同。差动门坎整定值,应躲过电动机最大负荷情况下的不平衡电流,一般取0.3~0.5倍的额定电流。差动拐点整定值,可取1.0~1.1倍的额定电流。差动速断整定值,应躲过电动机起动电流情况下产生的最大二次不平衡电流,一般取最大起动电流,约6~8倍的额定电流。额定电流整定,取电动机额定工作时的二次电流。比率制动系数K 的整定可按下式计算:
一般比率制动系数K 哩可取0.3~0.6。在这里只是就微机型电动机保护的整定原则进行了简单的分析,对于具体的保护装置,还要根据其保护原理,对一些参数进行整定。
【关键词】电力系统;继电保护;整定计算;改善措施
1 继电保护整定计算存在的问题
利用计算机进行继电保护整定计算的步骤为:①出现故障时,用电气量来计算继电保护的整定值。②用序分量法口卅或相分量法口卅来检测计算电力系统出现故障时的电气量。为了能够让继电保护能够适应电力系统的运行方式,要按照每套继电保护对应的电力系统最大运行值作为整定计算过程中计算保护的动作值,在动作时间上必须满足严格的配合关系。在这种原则的基础上利用计算机对继电保护整定系统进行计算,发现以下几个问题:
(1)线性流程是继电保护整定计算中采用的方法,这种方法会造成多次重复计算同一个分支系数;
(2)在计算过程中,正序网断相口的开路电压会受到非全相振荡的影响,引起计算结果的误差;
(3)若继电保护整定计算按保护装置循环安排顺序,则会造成多次重复开断同一条线路。
(4)若不考虑电力系统中分布电源运行方式的变化则会造成分支系数的计算误差;
(5)在计算继电保护延时段的动作值时,若引入分支系数,会引起动作值的计算结果误差;
2 解决这些问题的对策
2.1 断相口开路电压计算中出现的问题及解决方案
1)在对这个问题进行了仔细的研究探讨之后,得到了以下结论:电力系统运行的路线应该被列为电力系统继电保护整定计算中的重点。因为电压参数在正序网断相口的位置开路与发电机母线运行发电机装置的电压参数等值在已经拟定好的电力系统中和等值的阻抗参数联系比较密切。开路电压参数一旦采用这种方法,虽然这种方法有它的好处所在,但在进行计算的过程中还是会出现一些问题,所以要谨慎使用,而出现这些问题的主要原因是:①电力系统的网络结构一旦发生变化,则发电机的等值电势和阻抗参数也会随着网络结构的变化而变化。②可以用暂时状态下的稳定计算来实现发电机的等值电势、阻抗参数的计算;但这种计算方法也有弊端:每操作一次网络,都需要对上次的参数做出修改和计算,加大了工作量,使工作变的繁琐。这一问题解决的关键所在是:简化整定的计算方式可以让线路两侧发电机的实时电势幅值参数保持恒定的状态,当然这种方法也有劣势,最主要的是它在工作过程中忽略了正序网相口开路的电压参数,此电压参数因受网络结构状态的影响,会让网络结构变得复杂,使计算结果出现错误。
2)解决方案:在开路的电压计算过程中,引入网络等值计算的方法,不仅可以让整定计算的结果更加准确,还能有效地保证继电保护工作的可控性。下图1.为无缘双端口网络的示意图。
图1 无源双端口网络系统示意图
通过对阻抗参数的物理价值分析,发现它对整个网络系统的计算模型参数有补偿的作用。由此可见,我们可以根据下图2.用叠加原理来进行计算:
图2 双端口网络阻抗参数的等值电路计算方式示意图
根据图2,可以得到自阻和互阻抗的抗参数。另外,若要推定电力系统双端口网络下的T 型等值电路结构形式还可以结合电力系统外的原则,在此基础上获得与之对应的正序等值电路如下图3.,
图3 正序等值电路结构示意图
2.2 查找计算过程中运行方式出现的问题与解决方式
(1)运行方式查找计算存在的问题:继电保护整定计算的可以从运行方式的方面来说,其主要存在的问题可以总结归纳为以下加点:第一,电力系统在运行的过程中,继电保护整定计算无法准确地查找最不利运行方式,对于现阶段的查找方式来说,这种最不利查找方式仅能够对在线路两侧的侧母线进行查找,这种轮流式的断开方法不能保证正确的电力系统运行;第二,计算机辅助作用下的继电保护整定计算常常会出现同一线路一直重复的问题;现阶段,线性流行方式在计算机的辅助下使继电保护整定动作的整个过程中避免了所断开线路的重复性。如果继电保护整定计算在频繁的开断操作不能保证其精准性,那么也就不能保证电力系统网络结构的稳定性。
(2)解决方案:此方法在查找的过程中仍有两个问题不能解决,可以分为以下方面:首先,要框定整定结果的取值范围就要借助于计算机应用程序对开断线路状态下扰动的区域,借此作为电力系统最不利运行方式查找的辅助。继电保护系统中的扰动域在一般情况下被称为在线路开断状态下部分将会受到影响的区域。对扰动域边界及划定范围的测定是在对电力系统某条线路进行开断的操作之后,以圆心为起点,按照由内向外的方法进行短路电流参数的计算。其次,用参照开断线路的循环趋势也是对继电保护整定计算方法的一种补偿方式,此方法是运用二次组合并借助于计算机辅助来完成继电保护的整定计算,能够有效地把线路频繁开断这一问题解决。
3 结束语
随着技术的不断进步,继电保护整定计算方法也运用到了高压电网系统当中,高压电网系统中以单侧电气量指标的继电保护装置得到了广泛的应用。继电保护动作其实就是一种带有明显固定动作的保护。尤为重要的一点是,上述的保护动作具有非自适应的特点,均是以离线的计算方式对继电保护中的整定参数均予以计算,相应的人员首先要做的是对电力运行系统故障状态下的电气量参数加以计算,然后作为判定继电保护整定值的参数。综上所述,文章简要说明了相关继电保护整定计算的相关问题,希望能够得到广泛的关注和重视。
参考文献:
[1]周阳红,王朝晖,黄石东.等.大型互联电网继电保护整定计算数据一体化管理系统[J].电力系统自动化,2012(03).
【关键词】继电保护 整定计算软件 软件应用开发
1 继电保护整定计算软件组件化设计思路
计算机技术的进步带动了软件设计领域的发展,随着软件工程设计中对面向对象和组件技术研究的深入,分布式与开放式式软件系统的开发变得更为简易,在整定计算软件组件化设计中,软件工作者在开发软件程序时不再需要向计算机中输入编程代码,而是在组件技术和面向对象技术的基础上,创设可重复利用的工程组件,使软件开发者在软件程序编写过程中,能够通过调用预置的工程组件,进而有效简化计算软件的设计过程,组件的编写和调用在简化程序编写过程的同时,还进一步提升了软件的灵活性,使得统一软件能够在多计算环境下得以应用。计算软件组件化设计思想的核心是程序的模块化处理,即通过将庞大,复杂的数据内容转化成为多程序模块构成的结构体,以实现软件程序的组件化。软件组件化中的模块并非简单的代码集合,而是能够独立运行的组件,这些模块化组件被重复应用于不同计算机软件的设计中,进而有效实现了程序设计的简化。
2 COM技术的基本原理分析
COM是一种由微软公司推行的实现软件访问与服务的开放式组件标准,适用于数据链接库,应用程序库以及网络系统访问等多个计算机软件领域。COM技术的研发实现了对软件程序的模块化处理,也为软件服务的访问提供了一致性的服务。在该技术的软件模块划分中,不同软件模块在开展各自服务的同时,还能以面向对象的方式进一步简化软件开发者的程序设计设计过程,使得系统复杂性得以有效简化。从COM技术的访问软件服务一致性的角度分析,客户在进行软件访问时,COM能够将软件进程,系统软件以及计算机中的动态数据库等以对象形式进行统一处理,使得用户能够在使用时能够通过同一种方法进行访问与查询。COM组件标准是独立于编程语言存在的,它仅作为能够与对象进行交互的二进制界面,向软件开发者提供了多种编写形式的COM对象定义与调用途径。此外,由于COM所提供的二进制界面能够支持多界面运行,所以在COM版本更新过程中,已有的用户程序内容会被存储到旧界面中,而新功能则会被添加到新界面中,这就为已编写程序的数据安全提供了有效保障。
3 基于组件的继电保护整定计算软件设计
3.1 基于组件的继电保护整定软件的构架方案分析
现阶段计算机计算所包含的潮流计算方法,故障分析技术以及网络拓扑分析等技术为继电保护整定计算软件的开发奠定了良好的基础,不同过程在相互关联的同时又保持相对独立,这也为继电保护整定软件的组件式开发提供了多角度的实现方式。
3.1.1 有状态实现
有状态实现是针对数据组件化的交互性而提出的,是指将电力系统拓扑信息及其对应的电气量转化为载体状态,并在实际应用时以面向对象的方式进行封装。在整定计算过程中,数据组件被创建后,有状态实现要求对原始数据进行量化处理,并将计算结果定义为承载变量,使其能够应用到组件模块化处理以及其他数据应用中。继电保护中的计算分析是以系统拓扑和相关参数为基础的,这在一定程度上增加了组件间数据传输的数据量,而由于组件化有状态实现只是从数据粒化角度进行处理,所以并为在根本上解决数据量的问题。
3.1.2 无状态实现
无状态实现组件化是指在激活系统数据后,直接对其进行读取与处理,并将其写入数据库。无状态组件化的数据处理方式将组件定义成了单纯的功能模块,这大大提升了组件应用的灵活性,也减轻了组件应用时状态维护工作的读取负担。在继电保护整定计算中,为有效保障数据计算和结线分析等过程中数据的准确性,必须从多方面考虑数据故障出现的可能性,包括数据检修,系统运行以及组合计算等,只有在网络拓扑分析和数据故障计算基础上进行整定计算,才能保障组件化的无状态实现。
3.1.3 基于组件继电保护整定计算软件的实现
为有效控制组件整定计算中数据划分的粒度并提升数据处理的准确性,在实际软件应用设计中通常采用继电保护整定计算的方式,即将网络拓扑分析,故障及潮流计算设计为一个电力系统基础组件,并将其作为特定设计应用到软件数据处理中,以提升软件数据处理的速度和准确性。在该计算方式中,网络拓扑分析还囊括了节点阻抗矩阵,发电机投切以及外部等值计算等功能,这也进一步拓宽了继电保护整定计算在软件开发中的应用。
3.2 基于组件的继电保护整定软件体系结构
3.2.1 网间分布式应用体系结构
网间分布应用体系是通过开发组件间的可交互性以及可维护性,使软件数据能够面向对象并且实现快速计算处理,在体系结构的不同层次中,COM技术作为设计的核心,是促进数据处理速度提升,并进一步网间分布式结构的重要保障。
3.2.2 继电保护整定计算软件的体系结构
继电保护整定计算作为当下较为完整的整定计算软件,是通过将不同电力系统的数据分析结果落实到具体物理模型中,并在数据内存中建立起镜像模型,以此实现对系统数据的处理与封装。在表示层和数据层的衔接环节,继电保护整定计算软件还设计了COMconvert终端组件,在为软件设计者提供较为完整的结构框架的同时,也在很大程度上提升了软件自身的运行效率。
4 总结语
在现阶段我国继电保护整定计算软件的应用开发中,北京中恒博瑞公司的继电保护故障分析整定管理及仿真系统以数据组件化处理为核心设计思想,通过结合组件技术和软件工程设计等技术,有效解决了继电保护整定计算软件设计中现存的问题,但还需要我们在此基础上作进一步优化与创新。
参考文献
[1]潘爱民.COM原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2011(08).
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摘 要:该文以浅析跨电压等级同塔线路互感的测试及其对继保整定的影响展开了相关的研究工作,介绍了跨电压等级同塔线路互感测试具体方法与方案,针对不同电压等级同塔线路互感对继保整定计算的影响,从系统阻抗归算方面展开了深入的研究工作,最终提出了对于继电保护设备的型号选取以及整定计算之时所应当予以重视的几个问题。
关键词:跨电压等级 互感 测试 继电保护
中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)04(b)-0091-02
随着我国电网建设事业的快速发展,同塔多回线路日渐增多,尤其是跨电压等级同塔架设输电线的出现,因为有关的各项实测数据严重不足,导致继电保护整定难度大大增加,对于定值的确定性以及保护设备的良好运行产生了极为不利的影响。鉴于目前可供参考的互感实测数据严重不足,因而,针对这一方面展开有关的实际测试工作意义重大。
1 跨电压等级同塔线路互感测试
1.1 测试方法
当前在对线路互感参数进行测试之时大多是以零序阻抗测量为基础,在对测试电源极性进行倒换之时,还应将所临近测试线路的感应电压值同步予以测量,而后再经计算处理后获取互感值。但需注意的是此方法容易遭受线路干扰电压的影响,因此在测量精确性与成功率上表现较差。
在该次研究当中所采取的是位于同步电源原理线路互感参数予以测试的新方法,此方法已经在60多条不低于220 kV的输电线路当中经实际测试参数进行了验证。基于同步电源原理的异地互感测试原理示意图如图1所示。
因两条线路分别位于两个场地,且其现场测试电源存在着一定的相位差,通常而言,在运行方式不出现重大变化之前,且同时扰动不大时,两场地间测试电压相位差保持恒定。在实际的测试过程当中,甲场地外加测试电源,同时将线路首端位置的测试电流予以记录,并且通知乙场地记录线路的首端测试电压值,而后再对压力值进行两次调整之后乙场地的测量电压则存在以下关系:
在上式中、分别为甲场地压力调节与乙场地测量线路首端测试电压值;、分别为甲场地压力调节两次之后线路1当中所通过的电流值;ω为系统之中的角频率;为两条线路之间的互感;为乙场地测试线路当中的干扰电压值;θ为两场地同步电源与之间的相角差;f(θ)为相角偿替算式。
假定两次测量的初始采样点均是将同步电源作为基准,那么以上两式相减之后选其模值,从而便可获得消除干扰电压的异地互感计算式:
此方法从本质上可以将干扰源所带来的影响有效消除,同时测试方法也不会受制于场地距离的限制。
1.2 测试方案
为获取到精确的实际测量数据,选取了220 kV线路两条A1、A2,以及500 kV线路两条B1、B2,共4条线路作为试点线路,实施跨电压等级同塔四回互感参数实际测量,四回线路的基本参数和同塔状况如表1所示。
对上述同塔四回线路进行互感测试后,其中A1、A2加入A1,其线间互感实测值为20 Ω;B1、B2加入B1,其线间互感实测值为19.38 Ω;A1-B1加入B1,其线间互感实测值为13.95 Ω;A1-B2加入B1,其线间互感实测值为12.64 Ω;A2-B2加入A2,其线间互感实测值为14.91 Ω;A2-B1加入A2,其线间互感实测值为8.935 Ω;B1-A1加入B1,其线间互感实测值为14.56 Ω。
2 系统阻抗归算
220 kV变电站为终端变电站,其母线上同时带有3台主变压器在实际运行,500 kV变电站母线上同时带有4台主变压器运行,对其互感参数实际测量值与标幺值进行归算,其中A1、A2互感有名值为20 Ω,互感标幺值为0.039 6;B1、B2互感有名值为19.38 Ω,互感标幺值为0.006 9;B1-A1互感有名值为13.95 Ω,互感标幺值为0.011 5;B1-A2互感有名值为8.928 Ω,互感标幺值为0.007 3;B2-A1互感有名值为12.64 Ω,互感标幺值为0.010 4;B2-A2互感有名值为14.91 Ω,互感标幺值为0.012 3。
3 定量分析
3.1 220 kV线路故障互感对系统的影响
对220 kV A1变压线路当中的L1相故障实施模拟分析,其中B1、B2与A2线路依次处于运行、线路两端断开、线路双端接地挂检三类状况时,对4条线路短路电流分布状况予以计算处理可得出如下结论。
(1)处于正常运行状态以及A2两端断开状况下,A1接近出口故障位置时,B1两端零序均为正向,误判成区内故障。
(2)处于正常运行状态、A2两端断开以及B1两端断开之时,B1接近出口故障位置时,B2两端零序均为正向,误判成区内故障。
(3)B2双端接地挂检同时A1接近于出口故障位置时,A2阻抗明显小于线路实测阻抗,在整定时应关注于互感影响。
3.2 500 kV线路故障互感对系统的影响
(1)处于正常运行状态下以及A2两端断开状况之下,A1线路接近出口故障之时,A1两侧零序方向均为正向,误判成区内故障。
(2)在A1两端断开状况下,B1接近出口故障位置时,A2两端的零序方向均为正向,误判成区内故障。
(3)在B2两端接地挂检之时,因受到互感影响,导致A1接地距离依旧为正向,在整定时仍需关注于互感影响。
4 结语
总而言之,跨电压等级和同塔线路在出现短路故障后,由于线路之间的互感影响,将会造成非故障线路电气量出现改变,有可能会造成线路纵联保护以及距离保护出现误动。因而,在对继电保护设备进行型号选择与整定计算之时,应当加强对跨电压等级线路之间互感影响的充分考量。
参考文献
关键词:大容量变压器 继电保护 35kV线路 整定计算 配合
为了能够确保电网系统终端用户对于电能商品的需求得到充分的满足,要求在35kV电压等级变电站的建设与运行过程当中,通过设置大容量变压器装置的方式,以确保同一时间段内尽量多的进行电能的分配,同时也需要保障供电作业开展的持续性与稳定性。但,由于这部分变压器装置自身的容量水平相对较大,因此导致其在运行过程当中,最突出的缺点表现为:短路阻抗水平始终维持在较小范围之内。这一缺点直接导致了,在大容量变压器的正常运行过程当中,无法与继电保护,特别是后备保护形成有效的整定与配合。因此,要求通过研究继电保护整定计算方案的方式,综合探究可靠且有效的继电保护配合方案。本文即围绕以上问题,展开进一步的分析与研究。
1 35kV大容量变压器继电保护整定计算分析
某电压等级为110kV变电站中涉及到35kV线路,以此为依据,有SFZ11-20MVA大容量变压器装置接入该35kV电压等级线路运行过程当中。线路总长度为4.0km,系统母线阻抗水平为0.28/0.36,阻抗电压水平测定为8.0%。整个大容量变压器的接入示意图如下图所示(见图1)。
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图1 35kV大容量变压器接入示意图
首先,从电流保护的角度上来说,针对35kV电压等级线路而言,继电保护装置运行所遵循的基本整定依据为DL/T 584-95。结合该规程当中对于大容量变压器装置的整定要求来看,体现在:继电保护整定下延时电流速断数值应当确保相对于35kV线路末端故障具有可靠的灵敏度水平。具体的继电保护整定公式表现为:
IDZ≤ID・min/KLM;
该整定算式当中,KLM代表的是灵敏度系数,为了能够保障IDZ所对应的电流数值与整个35kV线路末端两相短路状态下的最小数值相一致,要求灵敏度系数的取值满足以下标准,即:KIM≤1.5;在此基础之上,为了能够确保35kV接入大容量变压器下继电保护整定具有良好的选择性性能,就要求35kV线路接入大容量变压器状态下所对应的延时电流速断保护原则上能够充分规避变电站10kV电压等级母线短路对其所产生的影响。因此,在具体的继电保护整定计算过程当中,应当遵循以下公式进行整定:KK・ ID.max≤IDZ;同时,将KK定义为可靠性系数,其取值应当按照整定规程,严格控制在1.2范围以内。结合以上分析不难发现:由于35kV线路接入了具有大容量特点的变压器装置,从而使得线路常态运行下的阻抗水平明显降低,当流过母线10kV短路事故发生的情况下,所对应生成的电流值较大,最终无法达到继电保护有效配合的目的。
其次,从主变后备保护的角度上来说,在对35kV接入大容量变电站进行继电保护整定计算的过程当中,有以下几个方面的原则性问题需要特别关注:第一,不管是相对于高压侧整定,还是相对于低压侧整定而言,主变后备保护都需要以过电流保护作为首选方案;第二,在对过流保护定值进行整定处理的过程当中,原则上需要以最大负荷的电流躲避为参照;第三,对于采取单台主变运行模式的变电站而言,在对其高压/低压侧进行继电保护整定的过程当中,需要确保过流保护时限较短。在充分遵循以上基本继电保护整定原则的基础之上,分别完成对高压侧、以及低压侧对应后备保护的整定工作。
2 35kV大容量变压器继电保护配合要点分析
对于35kV接入大容量变压器的继电保护整定配合而言,一旦出现了继电保护不配合方面的问题,需要在充分考量现阶段35kV线路接线情况的基础之上,对继电保护的配合方案进行合理的优化,分别从对灵敏度的优化,以及对过流保护问题的处理这两个方面入手,确保保护配合动作执行的可靠性,以确保供电的可靠性水平。具体而言,对于35kV大容量变压器继电保护配合而言,需要重点关注以下两个方面的问题:
首先,从对灵敏度进行整定的角度上来说,为了确保35kV运行线路电流速断延时保护性能能够得到有效的发挥,就要求通过对灵敏度进行取值计算的方式,以此为依据,确定与之相对应的整定数值。对于可能出现不配合的10kV电压等级线路而言,考虑到其灵敏段需要实现0.3s以内的电流保护配合,因此可以适当对电流速断保护的时限级差水平加以延长(建议提升至0.6s),按照此种方式对10kV线路灵敏段进行电流整定作业。在整定过程当中要求满足:IDZ.10≤3.3019 IDZ.35/kPH;其中,将IDZ.10定义为10kV电压等级线路所对应的灵敏段电流保护定值;IDZ.35定义为35kV电压等级线路所对应的灵敏段电流保护定值,kPH定义为配合系数(要求:配合系数的取值严格控制在1.1范围之内)。
其次,从对过流保护进行配合的角度上来说,由于对于35kV电压等级线路所接入大容量变压器设备而言,在后备保护中需要纳入对10kV线路后备保护动作的考量,因此要求通过增加保护过流方式,确保其动作时限能够与10kV线路灵敏段所对应整定时间相同步。同时,通过增加过流保护的方式,还能够确保对保护电流定值进行灵敏度整定的过程当中,不但能够按照10kV线路的母线线路故障情况加以考量,同时还需要严格控制在1.5倍数值范围之内。其中,对于10kV母线而言,在其所对应短路电流流经主变低压侧开关两相短路状态下,所生成的电流min数值可以表现为:3(0.36+05.51020+0.375)=5570A,DZ。
3 结束语
针对电压等级为35kV的电力系统而言,在大容量变压器的运行过程当中,最突出的缺点即表现为:短路阻抗水平始终维持在较小范围之内。导致在大容量变压器的正常运行过程当中,无法与继电保护形成有效的整定与配合,进而对整个电力线路的稳定、安全运行均产生了不良的影响。为了有效地解决这一问题,本文试就35kV大容量变压器继电保护整定与配合方面的相关问题加以了分析,研究了有效的继电保护配合策略,望成功用于实践。
参考文献:
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