水利电力部生产司距离保护反事故措施.doc

水利电力部生产司距离保护反事故措施(77)电生字第89号文附件一 基本要求目前运行中的许多距离保护装置，由于人员的误操作、误碰、误接线、误整定以及设计上存在的某些缺陷，在实际运行中造成了不少误动作或拒绝动作，严重影响系统的安全运行，除了在管理方面要认真对待本职工作加强责任制和责任心，努力学习政治与技术，对工作精益求精，一丝不苟，严肃认真，作到三老四严，四个一样外，在设计上的主要问题有：1.振荡闭锁采用负序电压起动，或保护段不经由电流原理构成的元件闭锁时，在失压时曾经造成误动跳闸。2.在线路发生三相同时短路(如雷击引起)负序电压元件及有的负序电流件动作不可靠，曾造成距离保护拒绝动作。3.在系统振荡，特别是静态稳定破坏时有的振荡闭锁(尤其是由负序电压起动的BZ-11型)不能起可靠闭锁作用。4.有的阻抗元件异常动作(如因元件内部故障或过负荷等)时缺乏闭锁措施，曾引起误动作。有的阻抗元件采用了助磁方式以提高灵敏度，但降低了可靠性。5.在电压回路中使用中间继电器构成自动切换方式，由于回路设计或调整不当，在直流电源短时中断时，也会造成失压引起误动作。为了彻底解决距离保护存在的问题，提出有关距离保护反事故措施的基本要求如下：1.感应型距离保护(包括3-157、GH-11及两段式简化距离保护)在设计原理上存在根本缺陷，必须通过试点有计划的抓紧进行彻底改造，使之继续为电力系统服务。2.GH-02型距离保护应根据各地区具体情况，宜改为由电流原理构成的元件起动。对已加装BZ-11型振荡闭锁则必须进行彻底改造。3.对LH-11及13整流型距离保护应根据各地区具体情况至少应采取临时措施(见第三节)杜绝那些频发性事故的继续发生。但应该积极创造条件，通过试点有计划的逐步进行改造，以进一步提高其运行可靠性及动作性能。4.对LH-12整流型距离保护在设计与运行上存在的问题不少，各单位应认真总结运行经验，研究改进措施，尽早实施，提高其动作可靠性。5.上述各条反事故措施的基本原则，适合于所有运行的距离保护，各单位必须在总结运行经验的基础上，结合本地区的具体情况、认真研究分别轻重缓急，有计划地贯彻执行。二 具体要求防止失压误动作的措施：1.交流电压二次回路的正常运行，是保证距离保护正确动作的重要条件。为此，各电厂及变电所应根据具体情况编订“二次电压回路运行维护规程”认真贯彻执行，避免电压二次回路发生故障，或误操作，特别是防止通过电压互感器，由二次侧向一次母线反充电。2.当交流电压二次回路的零相和另一相同时断线时，将使电压断线闭锁装置不能可靠动作，针对这一情况，应采取如下措施：(1)凡新设计的交流电压二次回路应以零相接地，零相线不应经过任何切换开关或接点。如果为了实现同期并列必须B相接地时，应利用隔离的中间变压器来实现B相接地。(2)对现有B相接地方式的电压二次回路，如不易改为零相接地时，可于每套断线闭锁装置上的B相和零相之间并联一电阻，此电阻值由试验确定。3.一次为桥形或角结线的变电所，如允许本线路所在的电压互感器停用检修，而临时将距离保护接于其他处的电压互感器时，应采取可靠措施防止其他处故障使其电压互感器同时退出运行时引起的误动作。4.用电流原理构成距离保护起动元件的方法解决失压误动问题已从实践证明是既有效又简单的措施。因此，距离保护的整组起动方式必须采取如下措施：(1)所有距离一、二、三段都应经由利用电流原理构成的元件起动。而不应只依靠电压断线闭锁装置，因为实践已证明，这一装置的动作是不可靠的。(2)如果灵敏度足够，可以采用过电流起动方式。(3)对振荡闭锁仅由负序电压或另序电流起动元件构成的感性型距离保护，除少数装置早已改为负序电流起动外，推荐使用由负序电流与另序电流增量元件起动的方式。对LH-11及13等整流型距离保护，根据各地区的具体情况，如决定进行彻底改造时，也推荐使用由负序电流及另序电流增量元件起动的方式。未改造前，可保留负序电流(或负序电流、负序电压同时起动)的起动方式，但必须保证在各种故障时，它们能够灵敏起动。(见5)。5.各种起动元件必须保证在本线路末端转换性三相短路时能够可靠起动，对于有可能由于雷击造成同时性三相短路的线路还必须保证在发生这种故障时起动元件能够可靠起动，以防止保护拒动引起系统瓦解事故，并对起动元件进行(2)(3)项试验。(1)使用负序分量构成的起动元件，应同时利用另序电流分量，这样可以提高在发生三相短路时的动作灵敏度。另外还考虑有的三相短路是由单相及两相接地发展而来，单独使用负序分量时，对这种故障也往往不能满足灵敏起动的要求。如保护只用负序电流起动就有足够的灵敏度，并满足(2)的要求：而增设另序电流又有困难时，才可能只利用负序电流起动方式。(2)对于负序电流元件及负序电流增量元件，均应进行模拟三相同时短路的试验。试验时通入三相平衡电流，控制由两相转为三相的不同期时间不大于1毫秒，连续进行十次，求得它们在各个定值位置下均100%可靠动作的最小三相短路电流值。由此试验求得的三相短路电流值的一半(注1)可以认为就是当发生实际三相短路的过程中，所需瞬间出现而足以使起动元件可靠起动的最小负序电流值。为此，在做整定计算时，应校核当本线路末端发生两相短路、两相短路接地及单相接地时通过本线路的最小负序电流计算值应大于该值并用一可靠裕度。如果同时利用零序电流分量起动，则可由有足够灵敏度的零序电流分量保证在两相接地或单相接地时起动元件的可靠起动。(3)如果同时利用负序电压作为起动元件时，同样必须检验在三相短路时的动作可靠性。原则与(2)相同，但应采用如下检验方法，对负序电压元件事先通入三相平衡额定电压，突然将三相电压同时降低，三相不同期时间不大于1毫秒，连续试验十次，求得负序电压元件在各个定值位置下的100%可靠动作时的最高残压值。由三相额定电压值减去由此试验求得的三相最高残压值的一半(注2)可以认为就是当发生实际三相短路过程中，所需瞬间出现而足以使起动元件可靠起动的最小负序电压值。因此，在做整定计算时，应校核当本线路末端发生两相短路、两相短路接地及单相接地时在本母线出现的最小负序电压值应大于该值并有一可靠裕度。6.加强对起动元件中的极化继电器的检查，保证调整质量，注意保持其常闭接点应有适当的压力。同时对它位置的安装、助动电流的选择，都应注意即使保护盘受到较大震动时也不应千万它误起动。注1：两相短路的负序电流分量等于同一地点发生三相短路时电流的一半。注2：两相短路的负序电压分量等于额定值减去同一地点发生三相短路时残压值的一半。7.不少失压误动作都是由于二次电压回路进行切换时造成的。因此，对电压回路的切换方式，切换程序应采取如下措施：(1)对用电压把手或手动小刀闸进行直接切换的方式(a)必须订出明确的操作顺序，当一次系统进行倒闸操作或需要进行电压切换操作时，对电压回路的操作应填写在操作票的项目中。运行中的电压把手(小刀闸)的切换只能由运行人员执行，继电保护工作人员无权操作。(b)为防止由电压互感器二次向一次母线反充电，推荐采用三位置的(即中间位置为空档)切换把手。如采用手动小刀闸及只有两个位置且有过渡切换位置(切换过程两位置并接)的切换把手时，应在操作过程中特别注意防止由于误操作或把手缺陷造成通过电压互感器二次向一次母线反充电。(c)对由电流原理构成起动元件的距离保护所使用的电压回路切换把手(小刀闸)，不允许同时控制保护的直流电源。(d)对一、二、三段未全部改由电流原理起动的距离保护，在进行电压切换操作前应将保护停用，在切换完毕，确认电压回路正常后始将保护恢复。在改为电流原理起动后，则根据现场具体情况，在确保安全又便于操作的条件下，确定在电压切换操作时是否停用。(2)电压回路使用中间继电器、由刀闸开关的辅助接点联动的自动切换方式，其回路的联接方式应满足如下的要求：(a)所选用的中间继电器，其接点容量应保证在电压回路、故障通过短路电流时，不致发生粘焊现象。(b)切换继电器应同时控制保护的正电源。整个自动切换回路的设计与调整必须保证控制正电源的接点较控制交流电压回路的接点迟闭合，早断开，并保证有足够的压力，防止在投入刀闸或直流电源瞬时中断的情况下，造成保护误跳闸。每一保护的切换回路都应分别进行模拟直流电源短时故障或短时供电的试验(电源中断时间小于一、二段切换继电器的复归时间或对一段的振荡闭锁开放时间)，试验中保护应保证不误动作。(c)当两个切换继电器同时动作时，应发出信号，在发出信号期间运行人员不允许断开母联开关，以防止电压互感器反充电。当电压切换继电器不正常工作，两继电器均处于失磁位置时，应有电压回路断线信号指示、当出现这一信号时，应立即将失压的保护退出工作。在处理完毕确认保护电压回路恢复正常后，才允许将保护装置重新投入使用。(d)在运行中的刀闸，不允许进行辅助接点的维修工作，如必须进行维修时，必须先申请将保护停用。(e)所有自动切换回路如发生不正常现象时，应将距离保护停用并立即处理，不允许用短路某一回路或切换继电器卡死的方法来使保护继续运行。(f)原LH-11型距离保护，由于振荡闭锁是利用常开接点接通出口回路的，因此(b)项要求的试验可以不进行。(g)接地相(零相或B相)不应通过切换把手或切换继电器接点。8.对未用电流原理构成起动元件的距离保护，电压互感器二次回路的总熔断器或快速开关的动作电流及断开时间选择不当，也是造成误动作的原因之一。因此，在其起动元件未改进前，熔断器或快速开关及其回路必须满足如下要求。(1)快速开关动作电流或熔断器的额定电流应为最大负荷电流的1.5倍，并应保证在发生电压互感器反充电时动作(熔断)时间不大于40毫秒。此动作时间需通过模拟试验来测定。应根据电压互感器二次回路电阻(包括电缆、各接触点电阻)选定模拟电阻和实际串入两个快速开关的跳闸线圈来进行测定动作时间的试验。(2)选用快速开关跳闸线圈的阻抗应尽量小，以免因线圈阻抗过大造成距离保护在反方向母线短路时误动作，在进行方向阻抗元件反方向母线短路性能试验时，模拟阻抗应该包括快速开关的线圈阻抗。(3)在电压互感器二次保险器或快速开关的一相上许联一个电容器，以防止三相保险器同时熔断时断线闭锁装置不动作。如用保险器时，三相保险的额定电流值应略有差别，而电容器须并于额定电流较大的一相上，此电容器的电容值必须认真选定，以防止断线闭锁不动作而造成保护误跳闸。电容器的容量应满足在电压互感器带最大负荷下快速开关三相均断开时，以及在带最小负荷时发生并电容的一相断开时，在断线闭锁继电器线圈上的端电压不小于其动作电压的两倍。应注意在将各台保护逐台改为电流原理起动时，电压互感器负荷可能有变化。如快速开关断开的同时自动断开距离保护的直流电源时，电容量可不按上述规定来选择，但将保护直流电源切断的时间应快于保护动作时间，其裕度不应小于20毫秒。9.交流二次电压，接至仪表及远动装置应用单独的分支回路，各分支回路应装设容量较小的熔断器，以防止仪表及远动的电压回路短路时引起距离保护误动作。10.由于阻抗元件电压，电流回路的整定插头与其整定面板接触不良，曾引起保护不正确动作。因此必须认真检查其接触的可靠性。在旋扭与面板之间加一铜垫圈，以保证其可靠接触，对用电位器进行微调整定的元件，应特别注意检查，要保证电位器在整个调整范围接触可靠。11.应特别注意检查阻抗元件极化回路串谐电容器的额定电压值是否合适，GH-11的阻抗元件应用2000伏1微法的金属膜电容器。对其他阻抗元件也应用金属膜电容器，其额定电压不应小于运行时工作电压的4倍。12在单侧电源放射式电网中，当电源端的线路跳闸时，失去电源线路的距离保护可能产生误动作，对此应用重合闸来纠正，因此在重合闸回路设计上应考虑到当发生这种误动作现象时须能起动重合闸，如不能采用重合闸纠正的方式时，应按具体情况采取相应的防止误动措施。(如单电源电网用相电流起动等)。对有直流助磁的阻抗继电器，在开关断开后应采取消除助磁的措施以使阻抗元件返回。防止振荡误动作的措施13.当系统发生振荡时，有的振荡闭锁在静态稳定破坏时不能起可靠闭锁作用；在系统恢复稳定前过早复归；振荡闭锁装置开放时间过长，距离第三段时间元件在振荡过程中积累动作；频率低、电流大，使负序电流滤过器产生较大的不平衡输出等原因造成距离保护误动作。为此在回路结线上应采取下列措施。(1)对有可能产生静态稳定破坏的线路，其振荡闭锁必须能在稳定即将破坏，并保护可能误动以前即起闭锁作用。(2)振荡闭锁装置的整组复归应改为振荡平息后，距离第三段元件或相电流元件不动作并经一定时限后复归的方式。整组复归时间继电器的整定在大于相邻线路可能最长的重合周期与重合于永久性故障最长跳闸的时间之和，此时限如小于本线路可能最长的重合周期时则按本线路最长的重合周期加一裕度的时间整定。(3)振荡闭锁的开放时间在保证一、二段可靠动作的前提下，应尽量缩短，一般应在0.35秒内。对个别输送负荷重、连系较弱的系统，当一条线路因故跳闸后可立即发生振荡而且第一个振荡周期就很短的特殊情况下，需要根据稳定计算的结果分析振荡闭锁的可靠性，必要时应改变闭锁回路接线方式，使之适应要求。对一、二段切换的距离保护，第一段切换到第二段的时间和振荡闭锁开放时间应保证相互配合，需通过整组模拟试验来检验。模拟试验条件如下：通入不大于被保护线路末端最小短路电流的二次值，其动作阻抗为第一段整定值的0.90.95倍，第一段应可靠动作，通入不大于二段保护末端最小短路电流或两倍最小准确工作电流以及动作阻抗为二段整定值的090.95倍时，第二段能可靠动作。(4)用时间躲振荡的保护段，它的重动中间继电器及时间继电器不应有延时返回的特性，它们的线圈均应有有效的消弧回路，但接入该回路后不应过份影响继电器的返回时间。(如不能采用直接在线圈两端并二极管的方法)，以免振荡周期短而来不及返回，致令第三段在振荡过程中因时间元件积累时间而误动作。重动继电器及时间继电器均应有较高的返回电压，例如GH-11型保护的三段重动继电器，由于接点数量少，压力小而使返回电压过低。必要时应加装一两对接点，以增加压力，提高返回电压，缩短返回时间。(5)对各级电压的双电源线路距离保护，凡存在系统振荡可能并会使距离保护误动作时，均应装设振荡闭锁装。保证正确整定的措施14.第三段(包括两段式的第二段)动作阻抗的整定，应保证在事故情况下可能出现的最大负荷时不致误动作。计算时应考虑运行母线的最低电压及低周对继电器特性偏移等因素。事故可能最大负荷电流及母线最低电压由调度运行人员负责提供，必要时应经领导审阅批准。对其他有可能过负荷的线路，继电保护部门应根据实际试验结果作出允许负荷曲线(电力及电流)供给运行值班人员和调度人员，并要求他们认真按曲线进行监视。负荷曲线应考虑低周运行的特性。要求配电盘设有周波表，有功、元功电力表要调试准确。在进行整定试验时，必须特别注意阻抗元件接线方式的特点，正确地判定它与负荷潮流的关系，并在试验时按整定值的要求通入正确的电压与电流的数值和相位关系，保证不发生错误。(如PLH-12型保护装置，当只用其相间保护部分时，应注意阻抗元件是用+30接线方式。此接线方式用于送电侧时不利于躲开负荷阻抗的特点)。15.起动元件的整定值，除满足5的要求外，还应保证最末一段保护范围末端发生单相及两相接地短路时，能有不小于2的灵敏度。计算可不考虑出现较少的最不利的运行方式。如实际遇到此种运行方式，按当时情况处理。提高试验质量的措施16.有些电网经常处于低周运行，为此有关电网应编订距离保护在低周运行的条件下的正确试验方法。以保证距离保护在频率变化的情况下，保护范围稳定、出口短路有足够记忆作用。反方向母线短路不误动。17.曾发生多次保护内部接线错误及漏接线等原因造成的误动作，因此应重新强调进行保护的整组整定试验。试验应在保护盘的端子板处通入三相试验电压，两相试验电流和试验直流电源，试验时和试验后均不应改变或拆动盘内的接线或将某些继电器卡住等等。18.由于产品质量不良，曾多次发生误动事故，除要求制造厂提高产品质量外，为此，新按装试验必须按规程规定认真检查各元件、各部件、各回路连接线、导线焊接以及插件接触的可靠性。应尽可能及早地发现制造厂产品出厂质量不良的事故。定期全部校验时也应有重点地对有关薄弱环节进行认真的检查。19.凡新投入运行或一、二次回路接线经变动的距离保护，必须在查明其接线正确并用线路负荷电流检验其方向性，证实无误后才允许投入运行。对装在母联开关的距离保护，在用母联开关代替线路开关需要投入使用时，应保证保护方向的正确性。继电保护部门应制订明确的投入使用规定，并认真执行，以防止保护误动或拒动。由运行人员改变定值变更电压、电流的整定旋扭时，必须由另一人检查旋扭放置位置的正确性及连接的可靠性。20.曾发生数次由于断线闭锁装置另序补偿线圈极性接反及补偿度与电压互感器二、三次的变化不相适应的原因而造成的保护拒绝动作的事故。因此要求对新安装的保护，按规程规定进行模拟试验，证实接线正确后方能投入运行。GH-11型保护的断线闭锁装置，曾由于串在其回路中的零序电流继电器接点压力不足发生拒动事故。电流继电器整定值的选定应使整定把手放在中间及以右的范围内，以保证接点有足够的压力。有关重合及其他情况下保证正确动作的措施21.对距离保护重合闸后加速应注意下列几个方面：(1)距离保护重合闸后加速方式必须紧密结合电网的运行需要与可能选定。如采用瞬时后加速，对环网运行的双电源线路，必须根据稳定计算结果，校核瞬时加速段的动作性能，保证在重合闸后两侧电势发生较大摇摆时不会引起误动作。(2)不能使用瞬时后加速的距离保护应该考虑有切除重合于相间短路的加速限时段，其动作时间按躲开振荡周期整定(一般11.5秒)，并应满足与相邻线路距离保护后备段相配合的要求。知道振荡周期、整定上躲得过，且整定值要躲过最大负荷电流(自起动)。(3)当重合于三相对称性短路，距离保护无瞬时段或电压互感器装在线路侧的线路，可由电流速断保护切除距离保护死区内发生的永久性三相对称短路，如无电流速断保护或灵敏度不足时，则应考虑使阻抗元件在重合后具有动作方向潜动的性能以切除故障。(4)利用负序电压元件实现两相永久性故障的瞬时重合后加速方式，应考虑到系统频率不正常(特别在振荡时)，负序电压滤过器不平衡输出大于执行元件(极化继电器)返回系数低等原因，可能造成误判断，使重合闸失败。22.距离保护应有独立的手动合闸瞬时后加速回路，此回路不应经负序或另序起动元件(或振荡闭锁)控制。当电压互感器在线路侧时，应考虑到手动合闸于出口三相短路时，线路保护应能瞬时的可靠切除故障。如阻抗元件不是向第三象限偏移的特性，又不能依靠相电流速断(或过流)动作时，也应考虑在手动合闸时使阻抗元件具有动作方向潜动的性能以切除故障。23.采用综合重合闸线路的距离保护的跳闸回路，不应用独立的零序电流进行闭锁，避免发生相间短路时，由于变流器二次回路的过渡过程产生的不平衡电流，使另序电流闭锁元件动作，造成距离保护拒动，扩大事故。24.对于一、二段均经振荡闭锁控制的两段式距离保护，当线路先发生单相接地，故障延续时间大于振荡闭锁开关放时间后，接地保护还未跳闸，而又由单相接地变为三相短路的事故时，此种距离保护曾发生过拒动的问题。为此，对此种两段式距离保护的第二段，应增设一个不经振荡闭锁控制(但经起动元件起动)的时限度。此时限按躲开振荡周期并满足上下级配合的条件整定。三、对下列距离保护的临时改进措施根据各地区的具体条件，对下列一些距离保护如限于一时条件不能进行彻底改进时也可采取下述一些临时措施，但仍然有一些问题没有解决：如躲开负序电流(或负序电压)元件受频率变化、系统振荡的影响与保证三相短路可靠动作有矛盾：阻抗元件带助磁引起回路复杂，增加不可靠因素；静态稳定破坏或先振荡后操作可能误动等，须引起必要的注意。LH-11型距离保护。1.取消并联在阻抗元件接点间的电阻电容消弧回路，而在2ZJ线圈两端并联合适的阻容或二极管电阻串联的消弧回路