随着电网规模的逐步扩大,电网架构愈加复杂,联网程度不断提高,因此电力系统的安全稳定运行变得越来越重要,而由于电网继电保护装置自身工作原理的缺陷和系统接线等问题,被保护元件在一定范围内发生故障后只能由延时后备保护切除,这类故障统称为死区故障。目前典型高压电网死区故障主要分为三种:出线断路器与出线 CT 之间的死区故障;母联断路器与母联 CT 之间的死区故障;主变断路器与主变 CT 之间的死区故障。当电网发生死区故障后必须及时、准确根据故障现象判断出故障点,有效地隔离故障,使事故的影响面和损失降到最低程度,同时恢复电网的稳定运行,因此研究死区故障十分必要,同时也是科技工作者的难点。
小编本次针对国内外研究高压电网死区故障的成果进行了梳理和总结,提出了一些克服保护死区的建议,以及在现场工作中应该注意的几个问题,为后继开展更为深入的研究提供借鉴与参考。本次主要讲解一下线路断路器死区故障。
线路断路器死区故障
110 kV 及以下电压等级单侧电源电网由于保护采用远后备配置原则,当发生死区故障时主保护感受不到故障电流而拒绝动作,只能通过上一级线路保护动作切除故障,因此 110 kV 及以下电压等级的电网一般不存在死区保护问题。目前,220 kV 变电站一般采用双母线或者双母带旁路的接线方式,线路断路器与电流互感器之间发生死区故障后,只能通过母差动作停信或者永跳继电器(TJR)动作开入到光纤保护远跳对侧使故障切除。当出线断路器旁带或者对侧为 3/2 接线时,由于本侧保护检验使得 TJR 动作可能误跳对侧开关,因此有必要在远跳回路中增加“TJR 启动远跳”压板,同时完善就地判据闭锁功能。
1、为了克服单侧 CT存在的若干缺点,消除由于 CT 配置不足带来的影响,有一种方式是在出线断路器两侧各安装一组 CT,并在保护判据中增加断路器两侧低电压判别环节,使线路保护和母差保护分两个阶段跳闸,避免两者同时动作,该措施能有效地减小故障影响的范围。
2、从继电保护基本目的出发,希望能够设计出一种既快速又简便的方法切除死区故障,目前国外有一种快速切除死区故障的保护方法,该方法主要利用母差保护动作接点和死区故障侧断路器跳位信号,强制故障侧 CT 电流为零,以差动保护的固有动作时间使对侧切除故障,该方法简便、快速,但如果对侧保护定值不合理保护可能会发生拒动行为,扩大故障影响范围,因此还需改进。
3、为了将CT 与断路器之间的死区故障纳入到线路保护的范围内,有一种是将 CT 前置于断路器母线侧,当发生死区故障时首先由线路保护动作跳开两侧断路器,而后本侧母差保护依据断路器跳位接点封锁 CT电流,最终由母差保护动作切除故障。该方案改变了 CT 传统的电气布局,但将 CT 置于断路器母线侧时,自然增加了其运行时间,且不利于绝缘,因此必将缩短 CT 运行寿命,亦不便日常对其维护和检修处理。
接下来会谈谈母线保护、主变等死区问题,敬请关注


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