110kV及以下电网新设备启动时的保护配置

PowerGrid电网建设11RURALELECTRIFICATION2010年第07期 总第278期为了检查电网新投电气设备的绝缘强度能否承受全电压或操作过电压的冲击，及考核变压器等设备在大的励磁涌流作用下的机械强度，新设备投运前需进行冲击试验。根据《江苏电力系统调度规程》的有关要求：“在新设备启动过程中，调试系统保护应有足够的灵敏度，允许失去选择性，严禁无保护运行。”因此确保有足够的灵敏度，在新设备冲击启动过程中合理地进行保护配置，是系统安全稳定运行的需要。1 启动时保护配置的原则新设备启动时，具备采用发电机零起升压的厂站，应尽可能采取零起升压的方式，且冲击侧只需具有可靠的一级保护即可。不具备零起升压的设备启动，保护配置原则为：变压器：用中压侧（指三绕组变压器）或低压侧（指两绕组变压器）电源对新变压器冲击4次，冲击侧应有可靠的两级保护，冲击正常后用高压侧电源对新变压器冲击1次，冲击侧应有可靠的一级保护。因条件限制，必须用高压侧电源对变压器直接冲击5次时，冲击侧应有可靠的两级保护。线路：线路冲击3次，冲击侧应有可靠的两级保护。断路器、母线、电流互感器、电压互感器等，一般只冲击1次，冲击侧应有可靠的一级保护。2 启动时保护定值的设置方法2.1具有足够灵敏度的保护所谓可靠的保护是指对启动设备故障具有足够灵敏度的保护，一般定值按灵敏度≥1.5整定，冲击用的临时定值之间，一般不需要强调进行相互间配合，只需保证任何相间故障、接地故障均能快速跳闸。2.2时间定值应尽可能短实际配置时，为了确保启动设备故障能快速切除，时间定值应尽可能的短，对于两级保护间的时间配合一般还是按照逐级配合的原则，而在实际应用中相应的配合可以不太严格，具体时间设置时应考虑。对于线路、断路器、母线、TA等无励磁涌流影响的新设备启动，按照故障0 s切除的原则设置时间定值，只需一级保护的设备启动，可直接将充电保护时限设为0 s；对于需两级保护的设备启动，在靠近启动设备的一级充电保护时限设为0 s，而后级增加一个时间级差Dt。对于变压器、发电机等具有励磁涌流影响的新设备启动，则必须考虑励磁涌流对充电保护的影响，特别是对电流类保护的影响，若充电保护的电流定值能够躲过新设备励磁涌流值的，仍可以按照故障0 s切除的原则设置时间定值。但目前的变压器、发电机的容量越来越大，励磁涌流按照理论的6～8倍的额定电流值考虑的话，往往使得电流定值设置过大（如现在使用比较广泛的110 kV电压等级的80 MVA的变压器，其110 kV侧的额定电流为420 A，励磁涌流按6倍计，就达到了2520 A，这个数值已经超过了在变压器高压侧故障的短路电流值），若电流定值设置过大，其保护要求的1.5倍的灵敏度显然就难以满足，以此可根据励磁涌流衰减快的特点，见图1，采用增加时限的方法来处理。一般励磁涌流经几个周波的衰减后，能基本接近正常值，由此可以将充电保护设置0.5～1.0 s的时限躲过涌流，且时限不宜过长，否则不利于快速切除故障，两级保护间可设一个时间级差Δt。 2.3需停用重合闸功能无论是零起升压还是不具备零起升压条件的冲击，均需停用冲击保护的重合闸功能。3 启动时保护配置的要点未经过检验的保护一般不能作为可靠保护，特殊情况110kV及以下电网新设备启动时的保护配置汤向华，施雄杰，江苏省海门市供电公司摘要：根据电网新设备投运启动的需要，为了保证新设备安全可靠投运，在启动过程中，应充分考虑保护装置的配置问题。该文针对110 kV及以下电网新设备启动时保护配置的原则，保护定值的设置及配置的注意要点进行了阐述，提出了相应的措施。关键词：新设备；保护配置原则；注意要点中图分类号：TM774 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2010)07-0011-02图1励磁涌流衰减图It8IeIo电网建设PowerGrid12RURALELECTRIFICATION2010年第07期 总第278期下，做过一次升流试验的保护也可作为一级可靠保护使用。未经过带负荷试验的启动设备保护，原则上启动时不应投入运行，但为了确保新设备故障能快速动作，可将其作为非可靠保护投入，但应退出重合闸。保护配置应注意保护方向问题，两级的充电保护其方向均应指向被冲击设备，如反向，可将方向功能停用，但有些保护其方向功能是无法停用的，或者停用比较困难的，如距离保护等，则应尽量考虑采用电流型的无方向保护作充电保护使用。有时为了避免运行的调整，方便新设备的冲击，倾向于使用线路两侧的保护作为新设备启动的两级保护，见图2。对于反向的那级保护，由于110 kV主保护采用距离保护的线路中，零序保护方向功能停用较方便，而距离保护方向功能调整困难，可考虑采用纯过流保护作为相间故障的充电保护使用。由此启用后备保护中的TV断线过流保护，由于TV断线过流保护必须在TV断线情况下才能启用其功能，可人为拉开保护装置的交流电压开关，断开交流电压回路，此时应特别注意观察保护装置的报文，确认其功能是否正常投入。因为不同的保护装置其TV断线的判据是不一样的，如南瑞继保公司的保护TA断线的判据为：正序电压小于33 V时，当任一相有流元件动作或TWJ不动作时，延时1.25 s发出TV断线异常信号，TV断线信号动作的同时，退出距离保护，自动投入两段TV断线相过流保护，其TWJ动作时，即断路器在分闸时，装置是不会投入过流保护的；而四方公司等一些保护的TV断线判据仅为无电压任一相有流，不需要判TWJ的位置，由此在启动方案的编制时应充分考虑启动步骤，尽量保证反方向的断路器在合闸时，拉开交流电压开关，或者采用改变二次回路中位置接点的方法，确保TV断线过流保护能正常投入。在新设备启动过程中，相关母差TA及母差保护方式应根据系统运行方式作相应调整。在新设备带负荷前，必须停用母差保护作带负荷试验，在确认母差回路无差流存在的情况下，方可投入母差保护。新设备启动时，必须确保新设备的各种故障，在充电保护时均能正确反映，通常在中性点直接接地系统中，以纵联差动、接地距离保护和零序保护作为接地故障的主保护，以纵联差动、相间距离保护作为相间故障的主保护；在中性点不直接接地系统中，仅用电流保护来反映相间故障，单相接地故障仅靠TA的开口三角电压来反映。在实际的变压器启动过程中还存在一种情况是：利用变压器的中压侧或低压侧向主变冲击时，如110 kV变压器，由于中、低压侧为中性点不接地系统，而高压侧为中性点直接接地系统，在高压侧发生单相接地故障的情况，如图3。仍采用电流保护反映相间故障，用相间故障校核其灵敏度则是不合适的。在图3这种情况下，必须要保证新变压器的高压侧单相接地故障，充电保护也有足够灵敏度反映，这个问题在充电保护定值整定时是不可以忽略的，一般110 kV变压器，采用相序分量分析其故障电流。由于三圈变压器的高压侧短路阻抗大于低压侧，故在用小方式校核充电保护在变压器高压侧故障的灵敏度时，变压器高压侧故障只用相间故障校核势必不够全面，而且若35 kV出线的TA采用两相式，则灵敏度还要降低一半。 4 结论保证新设备安全可靠投运，不但是检查新设备健康状况的需要，而且是保证系统安全稳定运行的需要，保护装置在其启动过程中地位举足轻重，只有经周密的考虑，妥善的配置，才能充分发挥其功能，为电网建设保驾护航。参考文献[1] 电网调度运行实用技术问答. 国家电力调度通信中心, 2001.[2] 江苏电力系统调度规程. 江苏省电力公司，2005.[3] 刘元秋.变压器空载合闸和应涌流的防范措施[J]. 农村电气化, 2007, (12):31-32.[4] 洪耀鹏. 金砂变电所二期工程投运中220 kV母差保护出现的问题及处理[J]. 农村电气化, 2004, (12):48.（责任编辑：陈淑芳）图2线路两侧的两级保护配置图#1#2370#2#1370正方向保护反方向保护新设备图3中压侧冲击高压侧单相接地故障图#110kV35kV#1#2370110kV35kV220kVK(1)远古咖啡问：电能计量表尖、峰、平、谷。其中尖值和峰值有什么区别？青城剑客答：国家规定电能计量分为峰、谷、平（三费率），个别省份，为了更好地管理，特别在峰段中，又划出一个“尖”（四费率）。