浅析电流互感器拖尾电流对失灵保护的影响

电流互感器(CT)拖尾是一种常见的电气现象,但目前鲜有资料专门探讨它的特征及其对继电保护设备的影响。基于理论分析和实际系统中CT电流拖尾的现场波形而对CT电流拖尾现象进行了初步分析,并浅析了该现象对断路器失灵保护的影响及工程性的启示。现场波形表明,电流互感器的拖尾电流大小和持续时间有可能会达到一定的量值,如果失灵保护算法设置不当或者保护定值整定不当,有可能会影响失灵保护的正确动作。故建议保护逻辑计算前,应先通过软件算法滤波等方法消除拖尾电流可能带来的不良影响;另外,拖尾电流呈现指数衰减的特征,适当的保护动作定值和延时整定可有效消除拖尾电流可能造成的失灵保护误动作等不良影响。     

电流互感器拖尾电流对断路器失灵保护的影响

为了探讨电流互感器(current transformer,CT)拖尾电流的特征及其对继电保护设备的影响,基于理论分析和实际系统中CT电流拖尾的波形对CT电流拖尾现象进行分析,探讨了该现象对断路器失灵保护的影响。实际波形分析表明,CT拖尾电流的大小和持续时间有可能达到一定的量值,如果失灵保护算法设置不当或者保护定值整定不当,有可能影响失灵保护的正确动作。建议在保护逻辑计算前,应先通过软件算法、滤波等方法消除其对失灵电流判据带来的不利影响;另外,拖尾电流呈现指数衰减的特征,适当的保护动作定值和延时整定可有效消除拖尾电流造成的失灵保护误动作等。     

发变组失灵保护的探讨及改进

对于发变组失灵保护,目前还存在模糊认识和错误认识,影响到保护的可靠性。通过对“转子两点接地”等保护量动作结果的分析,说明有些保护量没有能力启动失灵,需借助“程跳逆功率”保护启动失灵,但“程跳逆功率”保护的逻辑回路宜修改;通过对“失磁”等保护量动作结果及其保护目的分析,说明有些保护不需启动失灵。在电流判别方面,从失磁和逆功率2种情况分析,可得出其整定计算原则;在电压判别方面,规程规定的复合电压闭锁会造成失灵拒动,有2种方案可供改进。改进后的失灵保护逻辑加上明确的电流判别整定计算原则,将使发变组失灵保护更加完善可靠。     

旧变电站断路器失灵保护改造探讨

为解决旧变电站母线保护与失灵保护不满足配置要求的问题,提出新上一套两者合一的微机型保护装置。论述了两种可行的改造方案：（1）取消各间隔原断路器保护,由线路保护动作触点直接启动失灵;（2）保留各间隔原断路器保护,利用断路器保护的触点启动失灵。通过比较两方案的优缺点和适用范围,选择了改造涉及范围小的方案二。针对方案二,提出一种失灵电流定值的整定方法,即应将断路器保护和失灵保护的失灵电流定值整定相同。此方案已在天津市电力公司某500 kV变电站投入使用,运行情况良好,未发生误动。     

旧变电站断路器失灵保护改造探讨

为解决旧变电站母线保护与失灵保护不满足配置要求的问题,提出新上一套两者合一的微机型保护装置.论述了两种可行的改造方案:(1)取消各间隔原断路器保护,由线路保护动作触点直接启动失灵;(2)保留各间隔原断路器保护,利用断路器保护的触点启动失灵.通过比较两方案的优缺点和适用范围,选择了改造涉及范围小的方案二.针对方案二,提出一种失灵电流定值的整定方法,即应将断路器保护和失灵保护的失灵电流定值整定相同.此方案已在天津市电力公司某500 kV变电站投入使用,运行情况良好,未发生误动.     

特高压换流站站用电系统保护配置及定值配合研究

淮安换流站示范工程中,500 kV/10 kV站用变压器直挂500 kV母线,特殊的站用电系统接线及两级降压方式给站用变压器保护的配置及电流互感器选型带来一些问题。通过研究淮安换流站站用变压器保护定值整定应用算例,对短路电流计算、定值整定方法、各级时限配合关系进行探讨,针对500 kV/10 kV站用变压器低压侧电缆段出现短路故障且短路电流较小时提高灵敏度的问题,提出高压侧断路器配置失灵和小失灵保护的双套保护技术方案。该方案在分析高低压侧短路故障电流差异较大基础上,接入小变比电流互感器次级绕组,当低压侧故障电流较小时,小变比的失灵保护装置灵敏度较高,可实现故障的最小化隔离。     

断路器失灵保护问题分析及改进

对秦重5421线路断路器失灵保护进行研究,通过分析电源配置、不保护启动逻辑对断路器失灵保护造成的影响,提出断路器失灵保护与主保护独立供电、保护启动回路中增加复合电流判据的优化方案。     

220kV开关站站用变电流互感器参数选择

电流互感器的选择要根据系统短路电流、互感器实际二次负荷、保护整定值和灵敏度要求进行综合考虑。按最大短路电流不超过电流互感器准确限值电流的原则选择电流互感器额定一次电流,可能导致保护整定困难;按设备额定容量选择电流互感器额定一次电流,则可能导致互感器过饱和引起保护拒动。为解决上述问题,提出了按保护整定计算确定站用变压器电流互感器参数的方法和过程。     

RET670主变过励磁保护逻辑缺陷分析及其改进

介绍了一起在现场试验中发现的RET670主变过励磁保护无法启动220 kV以及500 kV断路器失灵保护故障。针对此现象对RET670主变过励磁保护固有逻辑及其外部可编程逻辑进行了详细的分析和试验,发现只有在提高过励磁保护出口跳闸脉宽整定时间时才能正常启动失灵保护,否则过励磁保护均无法启动失灵保护,将导致在主变故障同时220 kV或500 kV断路器拒动时事故扩大,存在很大的安全隐患。针对RET670过励磁保护逻辑和失灵保护逻辑无法配合的缺陷,文中提出了解决方案,可以解决RET670过励磁保护无法启动失灵保护问题。     

基于关联变电站信息的断路器失灵保护技术研究

阐述了目前断路器失灵保护的基本原理,分析了影响失灵保护动作延时的主要因素。提出了一种基于关联变电站信息的断路器失灵保护及死区保护技术方案。该方案利用与失灵断路器相邻的非故障区域断路器CT构成电流差动保护判据,满足动作条件后跳开与失灵断路器相邻的断路器,实现故障的清除。该方案不受CT拖尾和饱和的影响,大幅缩短了失灵保护动作时间,并且可实现免整定。工程实施采用主子机方式的可扩展架构设计,工程配置灵活。同时保护采样同步不依赖外部对时信号,可靠性高,易于实现,有广泛推广的现实意义。     

智能变电站保护用电流互感器配置问题及解决措施

通过一起断路器内部故障相关保护动作行为的分析,指出现有智能变电站保护用电流互感器配置方案存在严重缺陷。当一台保护停运时在断路器内部故障会出现快速保护死区,需要依靠带延时的失灵保护切除故障;而失灵保护会由于感受不到故障电流而拒动,从而威胁电网的安全稳定运行。为此,从工程设计上提出在每台断路器两侧各装设2组TPY绕组和1组5P绕组的保护用电流互感器配置方案,以彻底消除保护死区。同时,还从系统运行及保护配置等方面提出了补救措施,包括停用相关断路器及装设死区保护或改造失灵保护等。上述方法目前已在西北750 kV智能变电站建设和运行中获得应用,提高了保护的可靠性和系统的稳定性。     

南阳特高压断路器失灵保护的研究

晋东南-南阳-荆门特高压示范工程的正式投运标识着特高压电网的建设已进入快速发展阶段,但是特高压二次系统时间常数的增大使得CT拖尾现象变得不可忽视。一方面,对特高压断路器CT电流互感器的选型提出了新的问题,只选择TPY次级则会进一步恶化CT拖尾现象,选择P次级则增加成本。另一方面,CT拖尾对断路器失灵保护的正确动作造成了负面的影响。针对该情况,对特高压3/2断路器接线方式下断路器的失灵保护进行了研究,并提出一种针对性的改进方案。通过对比分析、仿真实验以及数模实验结果,证明该修改方案是切实可行的。既能有效地解决特高压断路器CT电流互感器的选型问题,也能有效地解决CT拖尾对失灵保护的危害问题。     

220kV变压器失灵保护装置电流互感器配置研究

220kV变电站主变压器失灵保护装置采用套管电流互感器的配置,在发生故障时母线失灵保护存在误动或拒动的问题。深入具体分析了这一配置存在的问题,并通过对主变压器失灵保护电流回路接入方案的探讨,提出了主变压器220kV断路器处电流互感器的改进措施,经镇江供电公司对这些措施的实施,运行情况良好。     

断路器失灵保护的实现方案研究

双母接线的母线上连接的支路多,如果每个中断都将所有支路的断路器失灵保护逻辑运行一遍,则会占用大量的机时;线路支路、主变支路的断路器失灵保护的保护逻辑均有差异,而代路运行时某支路既可能为线路支路也可能为主变支路,这就要求程序具有极大的灵活性。以这两个方面为重点,提出了一种按一定频率来调度实现断路器失灵保护的方案,经静模、动模、工程实践证明完全可以满足要求。     

就地化分布式变压器保护方案研究

提出了一种适合就地化变压器保护的有主分布式环形网络及其同步方案,按断路器配置保护子机,变压器本体子机兼作保护主机,直接采用常规采样、常规跳闸模式,对外连接全部采用预制的航空插头。主变本体子机利用IEEE 1588网络对时协议实现各侧子机模拟量的同步采集,各侧子机采样数据发送到主变本体子机,由主变本体子机完成全部保护及MMS通信等功能。保护动作后,主变本体子机发出GOOSE跳闸命令,各侧子机收到GOOSE命令后跳开本侧开关。此方案可以使110 kV及以上电压等级变电站所有保护装置满足就地化安装的要求,取消保护小室,减少新建变电站占地面积。     

1 000kV南阳变电站110kV侧的继电保护配置

1 000kV特高压南阳变电站110kV侧低压无功补偿设备与传统超高压变电站的低压无功补偿设备相比,在设备原理、设备容量、接线方式、保护原理和控制方案方面存在较多的特殊性和创新性。介绍了大容量并联电容器组双桥差保护接线的方案;110kV新型负荷开关的应用使110kV系统的无功设备保护跳闸采用2级出口,失灵保护采用的2级失灵方案;母线死区故障采用特殊跳闸方案;特高压变电站站用变容量相对较小,针对电流互感器（current transformer, CT）配置、继电保护定值整定、系统调试等方面出现的新问题提出了解决方案。鉴于南阳站站用电系统接线方式的特殊性,提出了110 kV站用变差动保护范围的优化方案。     

基于改进Hausdorff距离算法的发变组大差保护新原理

发变组大差动保护属于保护双重化中主保护的一种,传统发变组大差保护动作速度慢且易受电流互感器饱和影响。对此,提出了一种兼备速动性及抗饱和特性的基于改进Hausdorff距离算法的发变组大差保护新判据。首先分析了改进Hausdorff距离算法的基本原理:在发变组区内故障时,由各端电流构造的Hausdorff距离值较大;在区外故障及正常运行时,由各端电流构造的Hausdorff距离值较小,基本为0。基于此原理提出了发变组大差保护新判据,并给出了门槛值整定方案。另外,提出了电流互感器饱和识别及保护再开放策略。理论分析和仿真结果验证了所提保护方案的有效性,能快速可靠识别区内故障,在区外故障饱和情况下可靠闭锁,再次发生转换性故障时也能快速开放,且判据门槛值整定简单,不受系统参数的影响。     

母线保护国网标准解析

分析了国家电网公司发布的《Q/GDW 175-2008变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》,解析了标准化设计规范中更新的母线保护装置相关规范,例如失灵保护电流判别原则和使用范围、主变开关失灵时母线保护和主变保护联跳处理的规范原则、充电到死区保护的提出原因和实现要点、充电保护和母线保护之间的配合、母线保护中母线联络开关动作闭锁原则、母线保护中直跳开入动作防误原则等,为理解母线保护及辅助装置的标准化设计规范提供参考。     

失灵保护的实现方案

介绍了有关规程和反措对失灵保护的要求,分析了线路失灵保护和变压器失灵保护的起动逻辑。结合现场运行分析了微机失灵保护允许的几种起动方式的优缺点。针对微机保护特点提出了符合规程和反措要求的断路器失灵保护实现方案,并着重分析了旁路代主变高压侧断路器运行时失灵保护的实现方案,提出了设计建议方案和CT选用建议。     

3/2开关接线方式下基于能量制动的抗电流互感器饱和措施

结合一起3/2开关接线方式下,发生区外故障时由于电流互感器(TA)饱和导致差动保护误动作的案例,分析了3/2开关接线方式下TA饱和对比例电流差动保护的影响,得出了基于差动量和制动量比例制动特性的电流差动保护在区外故障出现TA饱和时动作概率会很大的结论。根据在TA线性传变区内差动电流和制动电流能够正确反映区内外故障的思想,提出了基于能量制动的抗TA饱和措施,并且针对3/2开关接线方式下的特殊电气结构,提出了在该接线方式下的一种新的制动能量表达方式,能够对由于区外故障导致的TA饱和进行可靠识别并闭锁差动保护。仿真分析表明,针对3/2接线方式下可能出现的TA饱和现象,提出的抗TA饱和措施能够显著提升电流差动保护的抗TA饱和性能。