導(dǎo)語：無時(shí)限速斷保護(hù)分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：提及了在小電流接地系統(tǒng)中常見的送電過程及故障情況下，無時(shí)限速斷保護(hù)所遇到的不正常動(dòng)作狀態(tài)：躲不過配電變壓器勵(lì)磁涌流、TA飽和問題，通過理論分析提出了相應(yīng)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：無時(shí)限電流速斷保護(hù)延時(shí)勵(lì)磁涌流TA飽和

1引言

1.1勵(lì)磁涌流對(duì)無時(shí)限電流速斷保護(hù)的影響

小電流接地系統(tǒng)無時(shí)限電流速斷保護(hù)作為小電流接地系統(tǒng)的有效輔助保護(hù)是按照最大運(yùn)行方式下線路末端三相短路電流來整定的，由于考慮到靈敏度大于1.2［1］，因此動(dòng)作電流值往往取得較小，特別是在線路較長(zhǎng)，配電變壓器較多時(shí)，即系統(tǒng)阻抗較大時(shí)，其取值會(huì)更小。因此在整定時(shí)沒有考慮到配電變壓器投入時(shí)的勵(lì)磁涌流對(duì)無時(shí)限電流速斷保護(hù)的影響，亦即勵(lì)磁涌流的起始值遠(yuǎn)超過無時(shí)限速斷保護(hù)定值，造成一些變電站的10kV出線在檢修后送不出或運(yùn)行過程中頻繁跳閘的情況發(fā)生。

1.2TA飽和對(duì)無時(shí)限電流速斷保護(hù)的影響?yīng)?/p>

近年來，隨著10kV系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其系統(tǒng)出口短路電流亦隨著變大，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試情況，最大時(shí)可達(dá)TA一次額定電流的幾百倍，造成原有的一些變比較小的TA在故障時(shí)嚴(yán)重飽和，不能正確反應(yīng)一次側(cè)故障電流，從而使得小電流接地系統(tǒng)的一些出線在線路故障后，自身保護(hù)不動(dòng)作，而靠母聯(lián)斷路器或主變壓器后備保護(hù)來切除故障。

2線路中勵(lì)磁涌流問題

2.1線路中勵(lì)磁涌流對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響?yīng)?/p>

勵(lì)磁涌流［2］是變壓器所特有的電磁現(xiàn)象，是時(shí)間的多變量函數(shù)，僅存在于變壓器某一側(cè)，在空投變壓器或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，變壓器鐵心中的磁通不能突變，出現(xiàn)非周期分量磁通，使變壓器鐵心飽和，勵(lì)磁電流急劇增大而產(chǎn)生的。變壓器勵(lì)磁涌流最大值可以達(dá)到變壓器額定電流的6～8倍，并且跟變壓器的容量大小有關(guān)，變壓器容量越小，勵(lì)磁涌流倍數(shù)越大。勵(lì)磁涌流存在很大的非周期分量，并以一定時(shí)間常數(shù)衰減，衰減的時(shí)間常數(shù)同樣與變壓器容量大小有關(guān)，容量越大，時(shí)間常數(shù)越大，涌流存在時(shí)間越長(zhǎng)。

通常10kV線路上裝有大量的配電變壓器，在線路投入時(shí)，這些配電變壓器掛接在線路上，在合閘瞬間，各變壓器所產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流在線路上相互疊加，產(chǎn)生了一個(gè)復(fù)雜的電磁暫態(tài)過程，在系統(tǒng)阻抗較小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大的涌流，時(shí)間常數(shù)也較大。二段式電流保護(hù)中的無時(shí)限電流速斷保護(hù)由于要兼顧靈敏度，動(dòng)作電流值往往取得較小，特別在長(zhǎng)線路或系統(tǒng)阻抗大時(shí)更明顯。勵(lì)磁涌流值可能會(huì)大于裝置整定值，使保護(hù)誤動(dòng)?，F(xiàn)就射陽供電公司幾條10kV線路和情況進(jìn)行舉要，其有關(guān)數(shù)據(jù)詳見表1。

表1的情況說明在2/3配電變壓器總?cè)萘?，?lì)磁涌流取得配電變壓器額定電流6倍的情況下，勵(lì)磁涌流的值已明顯超出無時(shí)限速斷保護(hù)定值，從而說明現(xiàn)場(chǎng)無時(shí)限速斷保護(hù)頻繁動(dòng)作的可能性是較大的。這種情況在線路變壓器個(gè)數(shù)少、容量小以及系統(tǒng)阻抗大時(shí)并不突出，因此容易被忽視，但當(dāng)線路配電變壓器個(gè)數(shù)及容量增大后，就可能出現(xiàn)。射陽供電公司就曾經(jīng)在變電所增容后出現(xiàn)10kV線路由于勵(lì)磁涌流的影響而無法正常投入的情況。

現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員曾經(jīng)認(rèn)為這些線路不能投入或運(yùn)行中無時(shí)限速斷保護(hù)經(jīng)常動(dòng)作的原因是因?yàn)槎悴贿^線路電容電流和電機(jī)的啟動(dòng)電流，但查閱相關(guān)資料［3］表明，電容電流在系統(tǒng)固定的情況下，其值是基本不變的；電機(jī)啟動(dòng)電流一般延時(shí)幾秒，亦即通過短暫延時(shí)是躲不過較大峰值的電機(jī)啟動(dòng)電流，而且過電流保護(hù)定值已通過自啟動(dòng)系數(shù)進(jìn)行了裕度［4］。因此，不管針對(duì)無時(shí)限速斷保護(hù)還是過電流保護(hù)，這種認(rèn)識(shí)均應(yīng)予排除。

2.2防止涌流引起誤動(dòng)的方法

勵(lì)磁涌流有一明顯的特征，就是它含有大量的二次諧波，在變壓器主保護(hù)中就利用這個(gè)特性，設(shè)置了二次諧波特性來防止勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作，但如果應(yīng)用在10kV線路保護(hù)中，必須對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行改造，會(huì)大大增加裝置軟件的復(fù)雜性，因此實(shí)用性很差。勵(lì)磁涌流的另一特征就是它的大小隨時(shí)間而衰減，一開始涌流峰值很大，對(duì)于小型變壓器，經(jīng)過7～10個(gè)工頻周波后，涌流幾乎衰減為可以忽略的范圍，流過保護(hù)裝置的電流為線路負(fù)荷電流，利用涌流這個(gè)特點(diǎn)，在電流速斷保護(hù)時(shí)加入一段時(shí)間延時(shí)，就可以防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)作，這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)是不用改造保護(hù)裝置，雖然會(huì)增加故障時(shí)間，但對(duì)于如10kV這些對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響較小的地方還是適用的。為了保證可靠地躲過勵(lì)磁涌流，保護(hù)裝置中加速回路同樣要加入延時(shí)。射陽供電公司經(jīng)過幾年的摸索，在10kV線路無時(shí)限電流速斷保護(hù)及加速回路中加入了0.1～0.15s的時(shí)限，就近幾年運(yùn)行情況來看，運(yùn)行安全可靠，并能很好地避免由于線路中勵(lì)磁涌流造成的保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

3TA飽和問題

3.1TA飽和對(duì)電流速斷保護(hù)的影響?yīng)?/p>

10kV線路出口處短路電流一般都較小，特別是農(nóng)網(wǎng)中的變電所，它們往往遠(yuǎn)離電源，系統(tǒng)阻抗較大。對(duì)于同一線路，出口處短路電流大小會(huì)隨著系統(tǒng)規(guī)模及運(yùn)行方式不同而不同。隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，10kV系統(tǒng)出口短路電流會(huì)隨之變大，可以達(dá)到TA一次額定電流的幾百倍，系統(tǒng)中原有一些能正常運(yùn)行的變比小的TA就可能飽和；另一方面，短路故障是一個(gè)暫態(tài)過程，短路電流中含有大量非周期分量，又進(jìn)一步加速TA飽和。在10kV線路短路時(shí)，由于TA飽和，感應(yīng)到二次側(cè)的電流會(huì)很小或接近于零，使保護(hù)裝置拒動(dòng)，故障要由母聯(lián)斷路器或主變壓器后備保護(hù)來切除，不但延長(zhǎng)了故障時(shí)間，使故障范圍擴(kuò)大，影響供電可靠性，而且嚴(yán)重威脅運(yùn)行設(shè)備的安全。

3.2避免TA飽和的方法

TA飽和其實(shí)就是TA鐵心中磁通飽和，而磁通密度與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)成正比，因此，如果TA二次負(fù)載阻抗大，在同樣電流的情況下，二次回路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就大，或在同樣的負(fù)載阻抗下，二次電流越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，這二種情況都會(huì)使鐵心中磁通密度增大。磁通密度大到一定值時(shí)，TA就飽和。TA嚴(yán)重飽和時(shí)，一次電流全部變成勵(lì)磁電流，二次側(cè)感應(yīng)電流為零，流過電流繼電器的電流為零，保護(hù)裝置就會(huì)拒動(dòng)。

避免TA飽和主要從二個(gè)方面入手：①在選擇TA時(shí)，變比不能選得太小，要考慮線路短路時(shí)TA飽和問題，一般10kV線路保護(hù)TA變比最好大于300/5；②要盡量減少TA二次負(fù)載阻抗，盡量避免保護(hù)和計(jì)量共用TA，縮短TA二次電纜長(zhǎng)度及加大二次電纜截面；對(duì)于綜合自動(dòng)化變電所，10kV線路盡可能選用保護(hù)測(cè)控合一的產(chǎn)品，并在控制屏上就地安裝，這樣能有效減小二次回路阻抗，防止TA飽和。

4結(jié)束語

通過分析表明，小電流接地系統(tǒng)無時(shí)限電流速斷保護(hù)在應(yīng)用中存在躲不過勵(lì)磁涌流以及保護(hù)TA在線路出口短路時(shí)容易飽和的問題。對(duì)無時(shí)限電流速斷保護(hù)躲不過勵(lì)磁涌流的問題，可采取設(shè)定延時(shí)0.1～0.15s的辦法；對(duì)于TA飽和問題，采取了選取較大變比，縮短二次電纜長(zhǎng)度，增粗二次電纜面積，保護(hù)就地安裝在開關(guān)廠等措施。實(shí)踐證明：運(yùn)行情況良好，基本滿足了小電流接地系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

5參考文獻(xiàn)

［1］國家電力調(diào)度通信中心電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)定匯編北京：中國電力出版社，2000

［2］劉從愛，徐中立電力工程北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992

［3］何利民，尹全英，桂南生電工手冊(cè)北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993

［4］賀家李，宋從矩電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理北京，中國電力出版社，1994