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母联电流相位比较式母差保护放电回路分析
 
慧聪网   2005年10月27日8时30分   信息来源:中国自动化网    

   母联电流相位比较式母差保护(SMC型)在河北省和全国110kV及以上双母线接线的厂站中广泛应用,据不完全统计,河北南网现约有100余套在运行。这种母差保护原理接线简单,动作速度慢,除双母线发生相继故障会拒动外,能满足一般110kV,220kV厂站对母差保护的要求。

  值得注意的是,在一些故障中,发生了母差保护动作而线路开关重合的非预期行为,如下庄110kV、店头110kV、石家庄热电厂110kV母线故障时,均有线路开关重合的情况。事故后检查发现,用于给线路重合闸放电的继电器动作速度较慢,是造成误重合的主要原因。

1 放电回路原理及现状

  按照SMC型母差保护的原理,在母差保护动作出口的同时,起动一中间继电器,给线路开关的重合闸放电。从目前调查的情况看,220kV母差保护的出口均接分相操作箱的直跳端子,经操作箱内的放电回路解除重合闸。而110kV母差,情况比较复杂。从放电回路接线看,有以下几种形式。 
  a. 放电继电器与母联出口并联(A类,见图1)。

图1 A类并联接线图
b. 放电继电器与其他出口并联(B类,见图2)。

图2 B类并联接线图
c. 放电继电器与其他出口为同一中间继电器,使用MCJ的接点放电(C类,如图3)。

图3 C类接线图
d. 放电继电器由出口继电器启动(D类),又分是否自保持两种。 
  从使用的继电器来看,有用延时复归继电器的,也有用快速中间继电器的。

2 放电回路分析

2.1 放电继电器可靠起动问题

  由上可以看出,放电回路的接线和采用的继电器是多种多样的。如果单从原理接线上分析,由于一般的开关动作时间在40~60ms(油开关),因此如果采用同一继电器(C类),放电过程时间可使重合闸回路不产生重合。

  与母联并联出口(A类),比相继电器动作时间(40ms)加上线路开关动作时间(40ms)等于80ms,而放电继电器若采用延时复归继电器时,其动作时间约为80~90ms,与线路开关跳闸可能产生竞争,放电不可靠。若线路开关为SF6开关,动作时间30ms,放电更不可靠。邯郸局放电继电器采用拆掉阻尼线圈的DZ-12B,其动作时间约为10ms,能保证可靠去放电。

  采用与线路开关出口并联(B类)或由MCJ再起动放电继电器(D类)的放电方式,若采用快速中间继电器,应当无放电问题;但如果采用延时复归继电器,放电比A类更不可靠。

2.2 可靠放电完毕问题

  采用延时复归继电器或保持方式的,放电完毕无问题。采用快速中间继电器,一般由于其动作时间<10ms,起动后至开关跳开继电器返回总有20ms以上的时间,应该能放电完毕(应由试验证实,确保放电时间留有余度)。

2.3 单/双母线放电问题

  采用与母联并联出口或由两MCJ并联起动FDJ的,要将双母线上所有线路开关的重合闸放电。应该说,也无大碍,如果不发生连续性故障,仍可使无故障母线上的线路重合闸再次充电。

  当然,双母线较好的方式应是判定故障母线及在故障母线出口同时使该母线出线重合闸回路放电,以防止健全母线发生瞬时故障。需要注意的是,如果采用保持方式,必须及时复归,以使线路重合闸充电。

3 改进方案

  根据上面的分析,推荐几种改进方案。

  a.母差出口接操作箱的永跳端子。如果线路开关操作箱有永跳端子时,可将母差出口接此端子,由操作箱内部完成闭锁重合闸的任务。

  b.自保持,手动或自动复归。由两组母差保护出口继电器分别起动两组放电继电器,并由放电继电器自保持,母差保护出口继电器和放电继电器均采用快速中间继电器。用手动复归时,要特别注意现场的操作,必须及时复归放电继电器。

  c.更换目前常用的电磁型阻尼原理的延时复归放电继电器。将延时复归继电器改为快速中间继电器,但必须经试验证实能可靠将每一线路重合闸放电完毕。或者,将电磁型阻尼原理的继电器改为静态型延时复归继电器。必须试验证实继电器的动作时间不长于20ms,延时返回时间能保证放电完毕。

4 结束语

  虽然母差保护动作,在有些电网内允许母线重合闸,但考虑河北电网的实际情况和母线故障多为永久性故障,不采用母线重合闸。这样,母差保护动作后,就应当闭锁线路开关重合闸。从过去发生的事故看,下庄、店头、石家庄电厂均采用与母联出口并联延时复归继电器的放电方式。希望我们的分析和事故实例引起继电保护专业人员的重视,更好地做好母差保护工作。

 
 
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