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浅谈继电保护技术改造工作中的几点问题
一、前言:
微机继电保护指的是以数字式计算机(包括微型机)为基础而构成的继电?;?它与传统的继电保护相比较具有以下特点:
(1)改善和提高继电?;さ亩魈卣骱托阅?,动作正确率高。主要表现在能得到常规?;げ灰谆竦玫奶匦?;其很强的记忆力能更好地实现故障分量?;?;可引进自动控制、新的数学理论和技术如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等,其运行正确率很高也已在运行实践中得到证明??垢扇沤樗鸩馐砸枪惴菏视糜诘缌π幸抵斜溲蛊鳌⒒ジ衅鳌⑻坠?、电容器、避雷器等设备的介损测量。
(2)可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等,可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。
(3)工艺结构条件*。体现在硬件比较通用,制造容易统一标准;装置体积小,减少了盘位数量;功耗低。
(4)可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响,不易受元件更换的影响;且自检和巡检能力强,可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。
(5)使用灵活方便,人机界面越来越友好。其维护调试也更方便,从而缩短维修时间;同时依据运行经验,在现场可通过软件方法改变特性、结构。
(6)可以进行远方监控。微机?;ぷ爸镁哂写型ㄐ殴δ?,与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。继电?;ぷ爸猛对酥两褚延腥嗄?,随着厂内继电设备的老化,现有?;ひ巡荒苈阄页У姆⒄剐枰8录痰绫;ぷ爸靡灿任羝取;诖饲榭?,我厂对母差、红托线微机?;?、110kv、220Kv母线电压互感器进行了改造并取得了良好的效果。
二、提出问题及解决方案:
1.WMZ-41A型母差保护改造母线?;な潜Vさ缤踩榷ㄔ诵械闹匾低成璞?,它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。在电网中广泛应用过的母联电流比相式差动?;?、电流相位比较式差动?;ぁ⒈嚷手贫讲疃;?,而就适应母线运行方式、故障类型、过渡电阻等方面而言,无疑是按分相电流差动原理构成的比率制动式母差?;ばЧ?。但是随着电网微机保护技术的普及和微机型母差?;さ牟欢贤晟?,以中阻抗比率差动?;の淼拇承湍覆畋;さ木窒扌灾鸾ヌ逑殖隼?。从电流回路、出口选择的抗饱和能力等多方面,传统型的母差?;び胛⒒覆畋;は啾纫巡豢赏斩?。下面通过对WMZ-41A微机母差?;ぴ谖页У挠τ昧私?,对出现的问题及改进方法做一介绍。WMZ-41A是新型微机母线?;ぷ爸?。装置采用整面板背插式机箱结构,保持WMZ-41成熟的?;ぴ砑八惴?,吸取WMZ-41多年成功的运行经验,提高了整体技术性能。由其构成的GZM-W41A系列微机母线保护柜可适用于500kV及以下各种电压等级、各种接线方式的母线?;?。其有如下特点:
(1)WMZ-41A型微机母线?;ぷ爸靡?2位主CPU为核心,CPU板采用6层印制板,贴装工艺;模拟量转换采用高精度16位模数转换器。
(2)采用带比率制动特性的*电流差动判据,利用采样值算法及突变量算法实现快速母线差动?;?,采用同步识别法抗TA饱和措施,有效地消除了TA饱和对差动?;さ牟焕跋臁T谀赶咔诠收鲜?,?;ぱ杆俪隹?。而区外故障时,?;た煽坎晃蠖?。
(3)自动跟踪、识别双母线运行方式,并可适应于母联带出线、旁路兼母联、母线兼旁路等各种特殊运行方式。对系统并列、解列或出线倒闸过程中的各种运行状态,均能确保母线安全运行。
(4)配置中文打印机,可打印定值报告、采样报告、自检报告及故障报告;其中故障报告可记录近8次故障,有三种打印格式如:简明故障报告,采样值故障报告,波形故障报告。
(5)多种可选的通信接口(RS485/RS422/RS232及以太网口)以及GPS对时功能。多层布线印刷电路板工艺,抗干扰能力强(通过IEC60255-22-4标准规定的Ⅳ级(4kV±10%)快速瞬变干扰试验和IEC60255-22-2标准规定的Ⅳ级(空间放电15kV,接触放电8kV)静电放电试验)。现有WMZ-41A型母差?;ぶ行枰阅噶丶幼癐、II母隔离刀闸辅助接点。由于母联开关隔离刀闸辅助接点已无空接点,而是用合闸位置继电器、跳闸位置继电器的空接点代替,在倒母线操作时,运行按常规先取下母联开关操作保险(这样是为了防止倒闸操作过程中,母联开关跳闸)从而使木联合、跳位继电器全部返回,造成母差?;て捣?ldquo;识别错误”光字信号。针对这种现象,继电保护班与运行人员协商,在倒母线操作中,由运行人员先将母差保护屏上模拟母联位置的I、II母手动小开关都置于手合位置,在取下母联开关操作保险。这样可防止“识别错误”信号的频发,带刀闸母线操作完后,在将母联I、II母小开关切至自动位置。110kVWMZ-41A型微机母线?;ね度朐诵泻蟛痪茫爸闷捣?ldquo;电压突变”信号,“电压突变”将开放母差保护跳闸的一个条件,这样,只有差电流超限,差动就会动作出口;以上这种情况,很可能造成母差?;さ奈蠖?,为主设备的安全运行造成严重隐患。为了杜绝?;せ诖饲榭龅哪覆畋;の蠖榭床裳?,利用两点乘积法检查发现,母差?;な莶杉低持械募剖毙酒?,在采集中并不是每一个周波都按20点触发晶振脉冲,而有时按一个周波24点采样,多采4个点,造成本周波电压的采样值与前一个周波电压的对应采样值比较中产生一个ΔU的差值,当这个ΔU累加超过电压突变门槛值时从而造成“电压突变”信号频发,更换计时芯片后,问题得到了解决。
2.红托线微机保护更新根据220KV及以上线路?;に鼗蠹昂焱邢咴蠾XB-11、15型已运行近十年,将红托线微机?;せ恍臀砑滩鶺XH-802型保护和南瑞产RCS-931B型?;?,其中RCS-931B保护中光纤纵差?;の斐б惶坠庀吮;ぁXH-802由综合距离方向元件和零序方向元件构成全线速动主?;ぃ扇问较嗉渚嗬牒徒拥鼐嗬胍约傲瘟阈虻缌鞣较虮;す钩珊蟊副;?;并配有综合重合闸。相对于前有?;ぞ哂幸韵绿氐悖?/p>
(1)采用32位DSP作为保护CPU,数据处理能力强,可靠性高,16位A/D作为数据采集,?;げ饬烤雀?,每个CPU有独立的A/D,A/D自动校准,不需要零漂及刻度调整。
(2)保护中采用自适应振荡判据及自适应数据滤波器,增设了适用于弱电源侧的?;ぢ呒?。
(3)?;ざ魇录闪锹?6次,具体记录发信、停信、收信及保护各种动作情况,每次可记录故障前2周和故障后8周采样数据,报告全汉化输出,可体现?;ざ鞯牟饬恐涤胝ㄖ?,采样数据可波形输出也可采样值输出,采用80186芯片作为人机对话(MMI),LCD采用全汉化显示。
(4)硬件存储容量大,可存储多达100次保护事件报告记录。装置的任何操作,如装置上电、修改定值等均有记录。具有RS-422/485或LonWorks总线网络??芍苯油⒒嗫鼗虮;す芾砘嗔?。
(5)具有完善、灵活的后台分析软件,便于事故后分析,机箱结构采用6U结构。CPU采用*表面贴装技术;装置强弱电回路、开入开出回路合理布局。提高了装置的抗干扰能力。RCS-931B型?;け咀爸梦晌⒒迪值氖质匠哐瓜呗烦商卓焖俦;ぷ爸?,可用作220kV及以上电压等级输电线路的主?;ぜ昂蟊副;?。由三段式相间和接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备?;ぃ琑CS-931D以RCS-931A为基础,仅将零序Ⅲ段方向过流?;じ奈阈蚍词毕薹较蚬鞅;?。RCS-931A/B/D保护有分相出口,配有自动重合闸功能,对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。RCS-931XS适用于串联电容补偿的输电系统。具有设有分相电流差动和零序电流差动继电器全线速跳功能。通道自动监测,通信误码率在线显示,通道故障自动闭锁差动?;?。红托线ZTZ-12S分相操作箱中按照继电?;ざ逑喾创胍笈渲昧肆阶樘⒒芈?,因红托线断路器仍为单跳闸线圈,新疆电力设计院在图纸中也按单跳回路设计的。所以在这次改造过程中,希望完善双跳闸回路,等断路器更换后实现开关的双跳功能。在保护换型过程中,我们依据反措要求,通过独立分配电源的方法,将WXH-802和RES-931B?;し直鹩闪阶槎懒⒌闹绷鞯缭幢O展┑?,并按下图将两组电源保险分别接入两套操作回路和两套?;ぷ爸弥校眯砑蘘FS-12S分相操作箱中两套独立的操作回路实现?;にδ埽?没有电联系。从而防止寄生回路造成两套?;ぶ涞牡缙扇?。在红托线投运后,在一次倒母线操作过程中,由于红托线隔离开关未断开,造成Ⅰ、Ⅱ母二次电压由红托线电压切换回路互联,在运行倒闸操作中220KVⅡ母TV受到冲击,220KVⅡ母电压互感器B相空气开关跳闸,造成红托线电压切换箱ZYQ12S中两块电路板烧坏。经检查发现,两块烧坏的电路板中,均为电压切换回路中的N相回路。由于红厂母线电压互感器B相为保安接地,当Ⅰ母TV中B相空气小开关断开后,UBI电压恢复到57.7V,UNⅠ=0,而Ⅱ母TV正常,则UBⅡ=0V,UNⅡ=57.7V。由于隔离刀闸辅助接点原因,造成1YQJ、2YQJ均闭合(造成互联),致使UNⅠ、UNⅡ之间有电势差,而UNⅠ、UNⅡ之间回路中为死连接方式未经空气小开关,导致电压切换箱烧损。针对以上情况将烧损电压切换箱更换,并经试验正常,投入运行。并计划分别停运220KV箱Ⅰ、Ⅱ母PT,将其N相加装空气小开关。如将B相空气小开关去除改为死连接。则不能预防TV二次反充电,同时如果TV二次绕组中性点击穿保险击穿后,势必造成B相短路,也会对TV一次绕组带来严重影响。同时在TV的UNⅠ、UNⅡ回路上分别加装一个空气小开关,可有效防止电压切换箱再次烧坏。改造后电压切换回路:在RCS-931B型?;さ魇怨讨蟹⑾?,断路器在分闸状态下,模拟各种短路故障时,?;ぞ铀俪隹?。如做距离保护I段,?;ぜ铀?,报告显示阻抗I段、阻抗II、III段出口,做零序保护I段,保护加速出口。并且在做接地距离?;な?,保护动作报告中显示*测距。以上问题在<>和<>中均未明确说明。在经过多次反复实践发现,在RCS-931B型保护调试模拟故障过程中,因线路在停运状态,断路器已跳开,控制开关KK也在断开位置。此时加入故障量,?;づ淌趾嫌谙呗方嗬牍收系闵?,故?;ぜ铀偬ⅲ虼嗽谖⒒;な匝樘ń泄收夏D馐?,应先将线路断路器置于合闸位,即合后KK在接通状态,或将分相操作箱中合位继电器(HWJ)拔出,这样做试验就不会出现?;ぜ铀俚奈侍饬?。对于模拟接地故障距离保护没有测距的问题,我们经过反复试验发现:我们试验所用的微机保护试验台在加故障量时原为我们手动切断故障量的输出,这对于以毫秒计算的微机保护来讲误差太大,所以将?;ぬ⒊隹诨芈返目战拥悖ㄈ纾禾鳤、跳B、跳C)分别引入微机?;な匝樘ǖ目亓渴淙虢涌冢谀D饨拥毓收鲜?,通过保护跳闸时输出空接点来切断试验台输出故障量,这样在做接地保护时就能正确动作,并在报告中显示准确的测距了。
3.110kV、220KV母线电压互感器改造原有的110kV、220kV电压互感B相接地点均在就地开关箱中,不符合继电?;ざ逑罘创胍螅缪够ジ衅鞯亩稳谱橐参;ず筒饬抗灿?,并且共用一个击穿保险。不论?;せ故且潜?,那个回路冲击电压互感器的二次绕组,都会造成二次绕组空气小开关跳开或击穿保险击穿,造成?;なа?,同时关口表测量损失。为解决这一问题,在更换新的大容量电磁式电压互感中,加有两组独立的二次绕组,将?;ず筒饬炕芈贩挚?,互不影响,可有效防止关口表失压,同时将两组绕组分别经不同的击穿保险接地,既防止了TV过压,又防止了两绕组之间产生干扰。在执行反措方面:将电压互感器就地开关箱的B相接地点拆除,并用四平方截面电缆(可有效防止传输压降)分别引至主控制室,经小母线用2×4平方铜导线引至主控电缆夹层接地铜牌,保证接地点等电位(有效防止悬浮地电位的产生)。将开关场至控制室TV电缆更换为4平方电缆,减小了线损,提高了电压质量。电压互感器的测量等级也由原来的0.5级提高到0.2级,提高了测量精度。
三.结束语
以上在技术改造中出现的问题,经过思考解决,经过现场运行中得到了验证。对我厂电力系统的安全运行起到了促进作用。因水平有限、时间仓促,中间的错误与不足恳请各位专家批评指教。