繼電保護通訊(四十八)

1、繼電保護通訊(四十八) Correspondence of Relay Protection No.48    江蘇省電機工程學會繼電保護專委會 【變壓器勵磁涌流新判據(jù)】 1 利用勵磁涌流和故障電流的波形特性 (1) 勵磁涌流波形如圖1所示。圖1 勵磁涌流波形   AB區(qū)間的波形向上凹，其二階導數(shù)大于零。 (2) 故障電流波形如圖2所示。 圖2 故障電流波形   AB區(qū)間的波形向上凸，其二階導數(shù)小于零。 由此可鑒別勵磁涌流和故障電流。2 采用電壓突變量方法 (1) 變壓器空載合閘如圖3所示。 圖3 變壓器空載合閘   當沒有合閘于故障時，變壓器

2、兩側相電壓由零增大至正常運行值，其U0。(1)    變壓器外部故障切除如圖4所示。圖4 變壓器外部故障切除   外部故障切除時，切除故障側電壓突然升高，其U0，產生勵磁涌流。 (3) 變壓器內部或外部相間或接地故障時，總有一側電壓突然降低，其U0，不會產生勵磁涌流。 上述分析可知，利用U0或U0可區(qū)別有無變壓器勵磁涌流。有勵磁涌流，閉鎖變壓器差動保護；無勵磁涌流，開放變壓器差動保護。這與其他變壓器勵磁涌流判別方法相比，簡單可靠、易于實現(xiàn)。 (摘自華中電力調變通信中心，馮 勇等變壓器勵磁涌流新判據(jù))  【日本電力工業(yè)發(fā)展及繼電保護應用情況】 (

3、續(xù)四十六)5 日本電力系統(tǒng)典型的保護配置方案 日本電力系統(tǒng)典型的保護配置方案如表1所示。  表1 電力系統(tǒng)的保護配置方案 保 護 對 象 保 護 方 案 超高壓 主保護 電流差動保護 輸電 線路 后備保護 距離保護 線路 高壓 主保護 電流差動保護；方向比較保護；橫差保護 線路 后備保護 距離保護 母線 主保護 高阻抗差動保護；電流差動保護 變壓器 主保護 電流差動保護 后備保護 距離保護；過流保護   由此可見，日本電力系統(tǒng)的保護配置方案品種不多，趨于統(tǒng)一。這樣有利于提高產品制造質量和設備運行水平，減少維護工作量，從而提高繼電保護的正確動作率，增加電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。&

4、#160; 6 超高壓線路主保護配置方案 如圖5所示，日本在超高壓線路上，主保護采用的數(shù)字式保護占65%，模擬式保護占35%。其中按保護雙重化配置的占83%。采用的具體保護：電流差動保護的占60%，相位比較式保護的占22%，方向比較式保護的占8%，導引線保護的占7%，距離保護的占2%，其他保護的占1%。 圖5 超高壓線路主保護配置方案 可見，日本在超高壓線路上使用電流差動保護(即分相電流差動保護)較多。這對通道要求較多、通信質量較好，才能滿足裝設這種繼電保護的基本要求。7 繼電保護正確動作率 以高壓、超高壓線路保護為例，如圖6所示。 圖6 繼電保護正確動作率的統(tǒng)計  日本的高壓、超高

5、壓線路保護正確動作率在1990年以后基本處于平穩(wěn)狀態(tài)，均在98%以上，超高壓線路的保護正確動作率高達99%以上。1990年以前的保護正確動作率波動較大，也較低，其原因可能是 采用新型保護剛開始，不夠完善(包括保護原理設計和制造質量)； 現(xiàn)場運行人員掌握不太好(包括人員的業(yè)務能力和責任心)。8 改善繼電保護系統(tǒng)的評估 通過下列辦法，以提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。 (1) 采用保護配置雙重化，設置自動監(jiān)視設備。 (2) 改善保護安全性，提高繼電保護正確動作率。 可用圖7表示采取上述措施后所取得的效果。從圖7可見，采用了雙重化保護配置后，使其拒動率由5.2×10-3次/年下降為2.9

6、5;10-6次/年，但誤動率由4.3×10-2次/年上升為8.0×10-2次/年。采用自動監(jiān)視設備后，保護的拒動率由5.2×10-3次/年下降為8.4×10-3次/年，保護的誤動 4.3×10-2次/年下降為4.1×10-3次/年。 圖7 改善繼電保護系統(tǒng)的評估   改善保護安全性和采用自動監(jiān)視設備后，對防止保護誤動和拒動都是有利的。保護配置雙重化后，歸結為兩套保護出口跳閘方式，它將直接影響保護性能，如出口采用并聯(lián)跳閘，對防止拒動有利。如出口采用串聯(lián)跳閘，對防止誤動有利。使用者可視電力系統(tǒng)具體要求而定。 (資料由南瑞繼保電氣

7、有限公司夏期玉提供)   【電網(wǎng)主設備保護學術研討會】 2002年江蘇省電機工程學會重點活動：電網(wǎng)主設備保護學術研討會于11月19日至20日在南京召開，出席會議的有繼電保護專委會委員、論文作者和特邀代表共計60余人。這次學術研討會經過八個多月的準備，共征集到有關主設備保護方面的論文32篇，由專家評選組對應征論文進行了評選，錄用了其中的25篇，并編輯成論文選集。以主設備保護為主要內容進行研討，這是繼電保護專委員會組織的第一次學術活動。 這次學術研討會有別于以往的形式，而是采用論文報告和討論相結合。論文報告限時，分為60 min、45 min、30 min三類。每篇論文報告后，代表們展開

8、討論。在一天半的報告和討論中，會場氣氛熱烈，發(fā)言踴躍，既涉及到理論問題，又涉及到運行和管理問題。代表們普遍反映這次學術研討會開得很成功，有較大收獲，對提高江蘇電網(wǎng)主設備保護的理論和運行水平都有極大的益處。 代表們通過討論，提出較集中的一些意見和問題介紹如下。 (1) 從2001年全國電網(wǎng)繼電保護與安全自動裝置運行情況統(tǒng)計分析看，主設備保護平均正確動作率為93.49%，比2000年91.77%有了較大的提高。主要是存在兩大問題，一是運行人員維護不良；二是制造質量不良。雖然線路保護主要存在的也是這兩個問題，但側重不同，制造質量問題是線路保護大于主設備保護；人員責任問題是主設備保護大于線路保護，這一

9、情況應引起有關部門的足夠重視。 (2) 提高電網(wǎng)主設備保護的運行可靠性和安全性，不僅與裝置本身的構成原理、制造質量有關，很重要的是電流互感器的選擇。有人提出：要規(guī)定滿足主設備保護要求的電流互感器的技術條件，不滿足技術條件而發(fā)生了主設備保護不正確動作，建議不要算在保護的帳上。 (3) 根據(jù)國家電力公司頒發(fā)的防止電力生產重大事故的二十五項重點要求，對220 kV主變壓器的微機保護必須雙重化。因此，為了確保220 kV主變壓器的安全，避免其主保護因故停用時，使變壓器無快速保護運行。220 kV主變壓器的微機保護應按以下原則進行配置： 220 kV主變壓器應采用兩套獨立的主保護，每套主保護均應配置完整

10、的后備保護，同時必須保證兩套主、后備保護在交、直流回路上的獨立性。正常運行方式下，兩套獨立的主保護宜同時投入。 在實際使用中根據(jù)電網(wǎng)實際運行情況，除非電量（氣體）保護必須投跳外，應選擇合理、可靠的主變壓器保護運行方式。 (4) 變壓器差動保護的靈敏系數(shù)和動作時間 繼電保護有關技術規(guī)程和整定計算導則，都規(guī)定了變壓器差動保護靈敏系數(shù)必須大于2。它的根據(jù)是GB14285繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程（1993），那是針對機電型保護，而現(xiàn)在是用微機實現(xiàn)的數(shù)字式保護。微機保護動作與否，不是靠吸力或磁力，而是靠數(shù)字計算，具有動作離散值小、動作明確的特點。考慮互感器的誤差，認為微機變壓器差動保護靈敏系數(shù)降到

11、1.31.5是可行的。這樣，既能保證保護動作的靈敏性，又可解決整定計算工作中遇到的困擾。 變壓器差動保護的動作時間，保護動作快當然好，但是快要建立在正確的原理基礎上。目前差動保護構成的原理具有較大的近似性，因此動作時間不宜太快。變壓器在內部故障切除時間，提出以變壓器檢修為標準是合理的，主要是保證變壓器內部故障不燒損鐵芯，線圈多燒壞1匝或2匝效果是一樣的，都要吊鐵芯換線圈。根據(jù)變壓器制造廠的設計要求，變壓器在內部故障時，0.2 s內能切除，在外部故障時，2 s內能切除，均可保證變壓器不會燒損鐵芯。因此，目前變壓器差動保護為確保動作安全性，其動作時間可適當延長，例如整組動作時間延長至60 ms以上

12、跳閘，不會有多大問題出現(xiàn)。(5) 比率制動特性的變壓器差動保護主要參數(shù)整定變壓器差動保護是變壓器重要的一種主保護，它的比率制動特性根據(jù)DL/T684大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導則規(guī)定，其中下列參數(shù)的整定范圍： 最小動作電流為0.20.5倍主變壓器額定電流，一般工程宜采用不小于0.3倍主變壓器額定電流。 起始制動電流為0.81.0倍主變壓器額定電流。 經變壓器差動保護實際運行考驗，按上述導則規(guī)定的整定值，過于靈敏，造成誤動作的情況不少，嚴重影響電網(wǎng)安全運行。 以江蘇電網(wǎng)為例，2002年2月-5月發(fā)生了三起比率制動式變壓器差動保護在區(qū)外故障切除時誤動作事故。表明按上述導則規(guī)定整定的差動保護參數(shù)是不能保證差動保護動作的安全性。江蘇星港變電所、溧陽變電所、揚州電廠變電所的變壓器差動保護整定的最小動作電流均在0.4倍主變壓器額定電流以下，起始制動電流均為0.8倍主變壓器額定電流。為了保證變壓器差動保護在區(qū)外故障切除時不誤動，江蘇省電力調度通信中心在2002年3月，以電調200260號文發(fā)出反事故措施通知，要求將差動保護最小動作電