变电站二次系统交流串入直流回路对继电器的影响试验研究_马迎新

1、2 交流串入直流电源系统试验经过及数据分2.1 试验接线在变电站交流串入直流电源系统有3种形式,形式1为图1 控制电缆结构示意图 图2 控制电缆分布电容示意图直流电源正极串入交流电,形式2为直流电源负极串入交流电,形式3为继电器启动端串入交流电。为了验证变电站交流串入直流电源系统继电器的影响,在北京超高压公司变电实训基地进行了试验,对应3种串入形式分别设计试验接线见图3、4、5。2.2 试验设备及元件参数为更好完成本次试验,依据试验接线图2、3、4选定相关试验设备(见表2,并比照变电站实际运行参数确定了表1 ZR-KVVP4×4 mm2控制电缆分布电容测试记录 电压电流电容计算值频率

2、100VAC 8.76mA 0.2790uF 50Hz 150VAC 13.16mA 0.2794uF 50Hz图4 直流电源负极串入交流电 DC220V直流正电源中串入交流电压260V继电器接点不闭合 DC220V直流正电源中串入交流电压280V继电器接点周期性短时闭合图6 DC220V直流正电源中串入交流电压波形记录图表6 DC110V直流负电源中串入交流情况试验记录表交流电压(有效值继电器电压(峰值继电器输出接点情况说明220VAC 55V 不闭合230VAC 58V 不闭合240VAC 62V 不闭合250VAC 64V 不闭合260VAC 未试验/270VAC 未试验/280VAC7

3、6V 不闭合DC220V直流负电源中串入交流电压260V继电器接点不闭合 DC220V直流负电源中串入交流电压270V继电器接点周期性短时闭合图7 DC220V直流负电源中串入交流电压波形记录图DC110V直流负电源中串入交流电压280V继电器接点不闭合电工文摘技术前沿 空开闭合后，交流系统和直流系统混接。直流电源选用 DC220V时，交流电源从0开始以10V步长上调，当交流电 源调至80V时，继电器两端电压高达190V，继电器输出接 点短时闭合。测试数据见表7，录波图见图9。 （5）在交流火线（L）与继电器启动端之间加空开， 空开闭合后，交流系统和直流系统混接。直流电源选用 DC110V时，

4、交流电源从0开始以10V步长上调，当交流电 源调至60V时，继电器两端电压高达105V，继电器输出接 点短时闭合。测试数据见表8，录波图见图10。 3 结论 （1）试验验证了ZR.KVVP4×4mm2控制电缆每100m 表7 DC220V直流继电器启动端串入交流情况试验记录表 动作电压边界 80VAC（有效值） 继电器电压（峰值） 190V 继电器输出接点 闭合时间2ms 情况说明 有一定动作概率，但不是每次 继电器都动作。 DC220V直流继电器启动端串入交流电压80V继电器接点短时闭合 图9 DC220V直流继电器启动端串入交流电压波形记录图 表8 DC110V直流继电器启动端串

5、入交流情况试验记录表 动作电压边界 60VAC（有效值） 继电器电压（峰值） 105V 继电器输出接点 闭合时间2.5ms 情况说明 有一定动作概率，但不是每 次继电器都动作。 DC110V直流继电器启动端串入交流电压60V继电器接点短时闭合 图10 DC110V直流继电器启动端串入交流电压波形记录图 DGWZ/2012.06/35 电工文摘技术前沿 的分布电容约28nF； （2）试验中模拟的是单根、1000m长度跳闸电缆，而 在变电站实际应用中存在多根跳闸电缆并联的情况，此时 可近似根据并联的跳闸电缆的总长度考虑分布电容值； （3）本文中数据均为使用为CZX-12R2型操作继电 器箱的测试结

6、果。将被测操作箱更换为CZX-22R2型操 作箱（跳闸继电器参数与CZX-12R2一致），试验结果一 致； （4）试验表明直流负极串入交流电源比直流正极串 入交流电源对跳闸继电器的影响略严重； （5）试验表明当直流系统正、负极串入交流电源 时，直流DC110V系统较DC220V系统具有更好的抗误动能 力； （6）在试验设定条件下，直流电源正、负极中串入 AC220V交流电压，继电器均不动作。也即说明在工频 AC220V交流电源从直流系统正、负极串入时，断路器操 作箱跳闸继电器不会误动作。针对变电站直流系统正、负 极串入AC220V交流电源的情况下，无需考虑断路器操作 箱跳闸继电器的防误动措施； （7）在跳闸继电器启动端串入AC220V交流电压的情 况下，断路器操作箱跳闸继电器必定动作。因此在变电站 运行、维护中，需要针对跳闸继电器启动端做好防误碰措 施（如加装防误碰罩等），防止跳闸继电器启动端接地或 串入交流电源情况发生。 参考文献： 1 中华人民共和国国务院令.电力安全事故应急处置和调查处 理条例.2011-07-07. 2 唐文秀,直流回路一点接地和交直流串扰引起保护误动及其 对策J.电力自动化设备,2007,(09. 3 韦恒,汪军衡,郭怀东.直流系统交流混入及接地引起保护装 置误动分析及解决方案J.电力科学与工程,2010,(07. 4 冯辰虎,张志华,秦