刘海新
福建省福能新能源有限责任公司,福建省 莆田市 351146
摘要:继电保护作为电力事业发展中的重点之一,在应用过程中有效的起到了对电流的保护作用,然而,由于继电保护装置会受到电流互感器饱和的影响,进而出现一些误动情况,因此只有采取相应的措施手段,避免继电装置中存在误动动作,才能更好的发挥防误动措施的意义与继电保护装置的效果。针对运行中区外故障及大容量变压器空载合闸电流互感器饱和保护误动作的原因、及对故障的分析。
关键词:防误动保护;电流互感器;铁心饱和;不平衡电流
引言
随着信息技术的不断发展,对运行过程中能源系统的稳定性和安全性提出了越来越高的要求。整个配电网络中的能源系统都需要智能安全保护,因此,在建设现代电网的过程中,中国智能电网的发展是非常紧迫的任务。然而,在继电保护装置的应用过程中,为了更好的突出继电保护装置的效果与作用,只有针对继电保护系统的实际远程控制效果,在其受到电流互感器饱和影响的情况下进行防误动措施的实施,才能真正推动继电保护系统应用的有效性与质量,推动继电保护系统的应用效果,实现防误动操作,提高效率增加效益。
一、继电保护装置受影响下容易出现的防误动现象
厂用电切换过程中及区外故障时电流互感器比率防误动保护误动作。
二、继电保护装置受电流互感饱和影响下的故障原因分析
故障发生后,对差动继电保护装置进行全面检查、校验,装置试验各项目均正常。检查差动微机保护内整定值,与计算定值通知单的整定值相符,与技术说明书定值要求基本符合。检查防误动保护二次回路接线与设计图一致,二次回路绝缘电阻符合规程的要求。测量接入电流互感器饱和保护内二次电流线的相位角正确,不平衡电流接近零正常。测量电流互感器的变比与出厂值相符,电流变比正确[1]。
对电流互感器进行防误动保护整组联动试验,差动继电保护装置正确动作,微机保护内事故动作记录正确,保护出口动作正确,对继电保护装置没有发生误动或者拒动现象进行处理。对所有元件进行了彻底检查,并且检查正常进行,这表明微机和二次电路线的差动继电保护装置是正常的,没有发现故障[2]。
综合分析:根据上述错误,在正常搜索过程中未发现问题。在查阅了有关材料后,检查了差动继电保护装置的检查是否符合技术要求。最后,对其进行进一步分析,以确定其选择是否正确。在研究中执行了适当的测试,有关更多详细信息,请参见下面的测试数据。
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电流互感器初级电流互感器
1、 铭牌:
电流互感器次级电流互感器
1、 铭牌:
根据已上数据及试验结果并查阅了相关资料以及关于电流互感器的反事故措施。基于事故措施情况与实际电流感应器的保护变比情况来看,应当针对事故情况进行对短路感应器磁饱和度情况进行控制,避免其故障情况。
电流互感器的磁饱和误差主要由励磁电流Ie引起。在正常操作期间,励磁电阻通常较高,因此励磁电流Ie较低,并且可以忽略此误差。发生故障时,变压器的磁饱和会引起大电流。磁饱和越严重,励磁电阻越低,励磁电流显着增加,这就使电流互感器的误差成倍的增加,也使进入差动微机保护电流差成倍增加,直接影响保护动作的正确性。严重时进入电流互感器一次电流将会全部转变成励磁电流,造成电流互感器二次电流为零的现象。电流互感器的磁饱和通常是由电流过多或电流成分中的大量非周期性成分引起的,这两种情况中的大多数都发生在事故中。但是,如果发生故障时电流互感器的一侧迅速饱和,则不难引起防误动保护两侧的电流误差过高并引起保护功能故障,从而影响整个系统的稳定和安全运行[3]。
电流互感器铁芯的磁饱和度通常可以分为两种情况。一个是恒定的色彩饱和度,另一个是短期饱和度。稳态饱和度,即励磁电流和Ar次级电流成比例地相对。如果励磁电阻Ze不变。当事故的原因(例如电流)增加时,也就是说,它也必须与之成比例地显着增加,从而增加铁芯的磁通量。如果流过电流互感器的电流过高,也会使Ie变大,这会落入上述情况并引起变压器的磁转换。如果发生任何故障,电量将突然变化。它伴随着非周期性的成分。非周期性分量,尤其是出现故障电流时的直流分量,不能在变压器之间传输一次或两次。所有这些电流分量都将用作激励电流。当发生事故时形成较大的短期分量时,也会大大增加励磁电流,从而导致变压器饱和。
励磁电流是在变压器空载关闭时产生的,而瞬态电流在充满电时也会在变压器绕组中产生。放置变压器之前铁芯中的剩余磁通量与插入变压器时产生的磁通量的方向相同,并且其总磁通量大大超过铁芯的饱和磁通量,从而产生高励磁电压电流,最大峰值为6-8倍比变压器大。额定电流变压器打开时,励磁电流与系统的电压相角密切相关。输入变压器时,最大输入电流是电压超过零点时的磁通量的最大值。变压器的激励电压包含直流分量和高次谐波分量,它们会随着时间的流逝而逐渐分解。通常,高容量变压器持续5到10秒,而低功率变压器持续0.2秒[4]。
如果由于各种因素而导致故障,例如进入电流互感器的大电流,非周期性故障电流分量以及铁芯中存在残留磁体,则电流互感器铁芯的磁饱和可能性很高,尤其是在变压器暴露于高压下之后在故障电流相对较低时,也会发生磁通饱和。动态特性不能保证当电流互感器饱和且电流互感器的误差超过10%时,可以可靠地制动。因此,当出现外部故障时,如果仅存在制动比率并且电流互感器饱和,则防误动保护可能会失效。
三、继电保护装置受电流互感器饱和影响下的防误动措施探究
在变压器空载合闸以及电流较大或者短路等情况出现时,对于不平衡的电流应当进行防误动保护动作,保证电流在饱和度方面不成正比。对于电流互感器的选择在一般条件下应当满足以下几个方面的原则:
应当基于额定电压与最大负荷及电流短路情况进行满足,同时应当满足在热稳定电流的实际要求;
应当基于继电保护装置、二次回路的计量测量精准度进行保证,控制其误差在10%以内;
它应满足继电保护装置的短期性能要求;当用于防误动保护时,电流互感器的铁芯两侧应使用相同类型的铁芯。每个变压器的特性必须相同。为避免在区域外发生故障,变压器两侧的特性不一致会产生差动电流,该差动电流会导致继电保护装置发生故障。
结论:总而言之,继电保护装置在电力事业发展中起到了非常重要的作用,然而基于对其电流互感器的分析与研究,在实际电流互感器应用过程中容易出现多个因素影响,基于实际情况应当从运行与措施方面根据其状态与运行情况进行有效的解决与设备的处理,针对现阶段所出现的问题采取相应的措施,避免出现由于电流互感器影响而导致的误动情况出现,降低误动出现的几率,有效的提高继电保护装置在电流保护工作中的重要效果与经济效益,提高保护效率与保护质量,推进我国电网事业的进一步发展与完善。
参考文献:
[1]张春刚,缪际,甘龙,唐强,李辉.区外故障导致继电保护越级误动的问题分析与预防[J].电气技术,2020,21(06):78-82+87.
[2]张武洋,李籽良,李永照,陈哲,牛雪朋,汪光远.基于马尔科夫链和蒙特卡洛法的继电保护风险评估策略研究[J].智慧电力,2019,47(12):7-14.
[3]韩佳. 浅谈继电保护装置抗电磁干扰与防护[C]. 《建筑科技与管理》组委会.2019年12月建筑科技与管理学术交流会论文集.《建筑科技与管理》组委会:北京恒盛博雅国际文化交流中心,2019:150-151.
[4]颜光前,董经纬,张中华.油田群区域电网继电保护故障分析与处理防范[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(23):45-46.