2.4一个半断路器主接线的线路及母线保护VIP

截翻税流 泌 一个半断路器主接线的线路及母线保护 周建宏 ?深匀 ,?供 电局 , 广东深沟 ,? ? ? 摘要对一 个半断路器主接线方式 , 线路及母线继电保护 、 自动装置如何配置进行了分析 , 特别对 继电保护检修提出了参考意见 。 关键词一个半断路器 ? 继 电保护 ? 检修 中图分类号 ? ? ? 文献标识码 ? ? 文章编号 ? ? ? 一? ? ?一?一 ? ? 概述 目前国内? ? ? 系统广泛采用双母线带旁路或 双母线 的接线方式 。 随着电力系统的不断发展 , 大容 量电厂及超高压电 网的兴建 , 线路的输送容量成倍增 加 , 每回? ? ? 线路输送容量一般可达? ? ? 万千瓦左 右 , ? ? 母线上的交换功率更大 , 若仍采用双母线 方式 , 线路故障断路器拒动或母线故障将使系统失去 一条超高压母线上的功率联系 , 特别是母线故障 、 母联 断路器拒动以及母联与电流互感器之间的故障将使系 统失去两条母线上的功率联系 , 引起严重后果 , 甚至系 统瓦解 。 因此在超高压 电网中需要采用可靠性高的 厂 、 站主接线 , 在各种可能出现的事故情况下 , 缩小停 电范围 , 力求避免全厂或全站的停电 。 与双母线带旁路母线方式比较 , 一个半断路器主 接线具有可靠性高 , 操作方便 , 运行灵活 , 占地面积小 , 土建结构简单 , 节省钢材水泥等优点 。 正常运行情况 下 , 一条母线故障不停电 , 甚至二条母线故障只是失去 母线联系而不停电 ? 线路故障时母线侧断路器拒动不 多停电 , 中间断路器拒动多停一个元件 ? 母线故障时一 台断路器拒动多停一个元件 ? 在一台断路器检修时故 障也最多多停一个元件?母线侧断路器检修? , 甚至不 多停元件?中间断路器检修? 。 故一个半方式在线路故 障断路器拒动以及母线故障时 , 可大大缩小停电范围 甚至没有影响 。 系统采用一个半断路器主接线方式对线路及母线 继电保护的影响 , 主要是线路保护需接用两组电流互 感器二次电流之和 ? 正常时接有线路电压互感器 ? 两条 母线环形后 的母线保护问题 ?断路器失灵保护的问题? 保护跳合二台断路器重合方式的选择 ? 以及保护如何 检修试验等 。 ? 电流互感器及电压互感器的配置 ? ? ? 电流互感 器的配置 ? ? ? 电流互感器有六组次级 , 其中四组铁心带 空气隙 , 一组铁心不带空气隙 , 一组 ? ? ? 级次级用于 测量表计 。 一个半断路器主接线 , ? ? 线路考虑主保护双 重化及后备保护需用电流互感器的三组铁心带气隙的 次级 , 断路器失灵保护的电流检定需用一组铁心不带 气隙的次级 , 母线保护需用一组铁心带气隙的次级 , 主 变差动保护需用一组次级 , 表计需用一组 ? ? ? 级的次 级 。 按上述 , 建议母线侧断路器配置一台电流互感器 ? 线路一主变串的中间断路器也可配置一 台电流互感 器 , 此时主变的后备保护及表计需接用主变的套管电 流互感器 ? 但对线一线路串的中间断路器需配置二台 电流互感器 , 可分别装设在断路器两侧 , 并使两条线路 的保护区交叉 , 在中间断路器与电流互感器之间的故 障可快速 同时切除 。 ? ? ? 电压互感器的配置 一个半断路器主接线方式 , 一个元件是 由二组母 线同时送电 , 若一组母线失电 , 此元件仍可与另一组母 线连接正常送电 , 以及线路采用相差动高频保护时 , 需 西北电力技术? ? 陇?丁日叭旺? ? ? ? ? 、 协? ?叭? ? 户卜 幻 ? ? 份 要接于线路电压互感器以准确补偿线路的电容电流 , 超高压系统通常采用电容式电压互感器 , 通讯 、 测量 、 保护可共同使用 , 故线路保护接用线路电压互感器 。 线路保护接用线路电压互感器时 , 对距离保护和 零序电流方向保护有些影响 , 如线路故障切除后 , 距离 保护将因失去起制动作用 的电压而不能快速返回 , 若 不采取措施就需增加断路器失灵保护的动作时间 ? 在 单相重合闸过程中 , 断开相的电压是由未断开两相感 应而来 , 断开相接地阻抗元件可能动作 ? 对方向阻抗元 件 , 当手动合闸或重合于 出口三相短路时 , 因记忆回路 不能给予充电且无第三相电压而不动作 ? 以及非全相 运行接于线路电压互感器的零序方向元件不会动作 , 系统零序电流方向保护的配合需要考虑这个问题 。 这 些问题需要在设计制造中采取措施解决 。 线路保护正常运行时接用本线路电压互感器 , 当 该线路电压互感器检修停用时 , 短时间内临时接用本 线母线侧母线电压互感器 , 此时最好能考虑本母线保 护动作后闭锁该线路距离保护的措施 , 以防止母线故 障切除后由于母线电压互感器失压而引起该线路距离 保护误动作 。 流向母线的一次电流编?珠为 ? ? ? , 流经互感器 ?的 一次电流加为? ? ? , 又如线路电流 坛十加与 玩 相比 具有较大的直流分量或较大的衰减时间常数 , 则虽然 两组互感器型式相同 , 一次电流相差不多 , 但互感器 ? 由于直流分量的影响 , 其饱和程度较互感器?严重 , 误差较大 , 如互感器?的误差为 ? , 二次电流玩 约 为 ? ? ? ? , 而互感器 ? 的误差可能达到 ? ? 或更大 , 其 二次电流可能为 ? ? ? 或更小 , 则对于 继电器 ? 来说 , 相当于有 ? ? ? ?的电流由母线流向线路 , 线路保护将误 差动作 , 另外 , 由于两组电流互感器在发生短路前的剩 磁不同 , 也将加剧两者误差的差别 。 如考虑区外故障 而输电线路不供给短路电流或供给的短路电流很小的 极端情况 , 就可能由于电流互感器误差不一致所引起 的不平衡电流而导致线路保护误动作 。 上述对于接于两组互感器电流之和的继电保护 , 现在可采用快速动作的比率差动继电器来闭锁线路和 保护 , 该继电器取? ? 一? 。 为动作电流 , ? ? 。 为制动 电流 , 在区外故障时动作 , 闭锁线路保护 。 ? 线路保 护接于两组电流互感 器二次 电流之和 输电线路继电保护的电流回路需接于两组电流互 感器 的二次电流之和 , 这将产生下列三个问题 ? ? ? ? 线路保护区外故障 当线路保护区外发生故障时?如母线故障或母线 上其他出线故障? , 两组电流互感器将流过不同的短路 电流 , 其直流分量的数值与衰减时间常数也不相同 , 如 图?流经电流互感器?的一次电流为? ? ? , 输电线路 ? ? ? 电流互感器的暂态特性 为了改善超高压电流互感器的暂态特性 , 一般的 措施是在电流互感器铁心的磁回路中加人不大的空气 隙 , 这样将使电流互感器的励磁阻抗显著降低 , 对于图 ? 中? 、? 是分别检查断路器?与 ? 是否断开的电流 继电器 , ? 是接于和电流的线路保护继电器 , 当线路故 障而断路器?拒绝动作时 , 经检查继电器 ? 有电流带 时延断开断路器? 。 此时如电流互感器的励磁阻抗太 小 , 则由于互感器?的分流作用 , 虽然断路器?已断 开 , 继电器?中也将因有分流电流而不能可靠返回 , 导致按图?连接的断路器失灵保护错误地判断为断路 器?也拒绝动作 , 而断开与断路器?相连的整组母 线上的断路器 。 ?,?、? 一【 ? 图?区外故障各电流互感器电流分配图图?区内故 障各电流互感器电流分配图 心 西北电力技术? ? 卜启 下日八任? ?一?卜妈任?丁冈?日口从于卜幻 ? ? ? ? ?双 回线路保护 对双回线难于使用横联差动保护 , 双回线分别接 于不同的串上 , 每两组电流互感器之和还得差接 , 而且 与四台断路器的位置 、 故障时断路器跳闸时间的差异 等都有关 , 故要配合得好是比较困难的 。 ? 保护及自动重合闸 ? ? ? 母线保护 一个半断路器主接线具有两组独立的单母线 , 母 线保护可按两组独立的单母线保护构成 , 比较简单 。 又一个半主接线方式具有在一次回路发生任何故障均 不致造成全所停电的优点 , 但当母线故障 , 母线保护恰 好退出工作或拒绝动作时 , 仍不免要造成全所停电的 严重后果 , 故建议每组单母线保护均考虑双重化 , 装设 两套 。 对于一个半断路主接线 , 在母线故障时 , 某些接于 故障母线的回路 , 其一次电流的方向可能是流出故障 母线的 , 因此不能采用和电流相位比较原理构成的母 线保护 。 ? ? 一台单相跳闸且重合闸 , 一台三相跳闸不重 合 , 这种方式可避免上述问题 , 但如重合的一台拒绝重 合 , 则重合不成 , 另外要根据运行方式的变化来选择三 相跳的断路器 , 以避免由于三相跳引起系统解列 。 ? ?二台断路器均单相跳闸 , 但一 台先合 , 重合成 功后另一台带一定时延再 自动合上 。 若重合于永久性 故障 , 则二台同时三相跳闸 , 且另一台也不允许重合 ? 若先合一台拒合 , 则另一台仍带时延续继重合 。 建议 采有用这种方式 。 当实现三相自动重合时 , 为了防止非同期重合 , 需 要每台断路器分别检查其两侧电源是否同期 , 如图 ? 所示 , 在断路器 “? 断开的运行方式下 , 断路器 “ ? 或 , ? ”经检查同期重合成功后 , 另一台断器路两侧的电源 不一定同期 。 ? ? ? 断路器失灵保护 一个半断路主接线必须装断路器失灵保护 , 以保 证断路失灵时缩小停电范围 , 且系统中线路的第?段 必须与对侧一个半断路器主接线的失灵保护配合 。 由于中间断路器拒动时 , 线路对侧保护的跳闸元 件难于保证相邻故障元件?特别对主变中性点附近的 故障?未端故障灵敏度 , 故中间断路器的失灵保护需装 设远方跳闸装置 , 以跳开对侧断路器 。 失灵保护必须检查拒动断路器回路中的电流 , 电 流继电器按相装设 。 为减小失灵保护的时延 , 检定电 流的继电器要接于电流互感器铁心无气隙的次级上 , 以保证断开相电流继电器快速返回 。 为简化接线 , 建议失灵保护按断路器单元装设 , 以 及由于一个半断路器主接线一次回路比较可靠 , 失灵 保护出口不装设电压闭锁元件 。 图?一个半断路器皿合闸图 ? ? ? 自动重合闸 单相故障 , 线路保护跳闸及重合的方式可有三种 ? ? ? 两台断路器均单相跳 闸 , 且同时重合闸 , 这种 方式接线最简单 , 但重合于永久故障需要再次跳闸的 断路器仍是两台 , 增加了拒动的几率 。 ? ? ? 继电保护装置的检修 双母线结线的线路继电保护装置可以随断路器与 线路等一次设备的停电一同检修 。 但一个半断路器结 线的断路器可以在线路运行过程中轮流检修 , 线路保 护就不可能期望全部停电检修的机会 , 因此必须采用 在一次回路运行过程中几套保护轮流检修的措施 。 线 路的各套保护按主保护和后备保护分装在两块屏 上 , 以便在线路运行 时轮流检修其中一块屏上的保护装 置 , 而由另一块屏上 的装置继续保护运行中的线路 。 自动重合闸装置每条线路仅装设一套 , 检修时只能退 出工作 , 线路故障切除后就不实现自动重合 。 继电保 护 , 重合闸与断路器的联动试验一部分一部分做 , 即乘 一台断路检修的机会 , 让部分保护配合重合闸与检修 中的断路器进行联动试验 。 解决保护装置检修的最好途径是采取微机保护装 置 , 使插件能实现互换 , 检修时换上备用插件 , 这样可 不影响其他设备的连续运行 , 被检修的设备也不必长 时期退出 , 而检修工作可细致地在试验室中进行 。 ?下转第? ? 页? 一一一一一一一一一醚鱼坦夔述塑 陇妇丁日叭仁? ?日 ? ?叭任?任 ?丁? ?口四? 阳 ? ? 星 塑拒 ? ? 雄薄 载损耗很大 。 如采用非晶合金铁心变压器能大幅降低 这部分损耗 。 对现场运行的非晶合金铁心变压器的测 试表明 , 与现行的? ? 、 ? ? 型变压器相比较 , 其空载损耗 可降? ?和 ? ? , 负载损耗比? ? 变压器下降? ? , 与?型相当 。 可见 , 节能效果显著 。 详见表 ? 。 以计算出这?条线路的线损量 , 见表 表? ?配电线路线损 万? 线路名称 年供电量 导线损失配变钢损 配变铁损 损失量 永利 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 表? ?型变压器与非晶合金铁心? ? ? ?型配变参数比较 东湾 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?型 ?型 根据 ? 、 ? , 可计算改造的线路节能效果 , 见表 容量 空载损耗?空载电流? ?空载损耗?空载电流? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 线路名称 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 表? ? ? 配电线路节能改造效果 导线损失配变钢损配变铁损 减少值减少值减少值 万? ? 损失量减 少值合计 永利 东湾 ? ? ?一? ? ? ? ? ? ? ? ? ?匀?匕 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?一? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 电能损耗的比较 ? ? 供电电压下导线中的电能损耗为 ? 供电电压下 的 ? ? ? ? ? ? ? 配 网中配变铜损电能为 ? 供电电 压下 的? ? ? ? ? ? ?配网中配变铁损 电能为? 供电电 压下 的 ? ? ? ? ? 改造后 ? ? ? 线路可降低低压损耗为低压损 耗 ? ? ? ? 更换为非晶合金铁心变压器可降低配变铁损 电能为原配变的? ? 。 由表 ? 得知改造后配网线路损耗大幅下降 , 节约 电量? ? ? ? ? ? , 达到了预期的目标 。 作者简介 ? 刘雪军 , 男 , ? ?