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1、电网操作和设备投运等过渡方式下的继电保护分析 在电网过渡运行方式下，继电保护的功能不健全、上下级配合不严格，一旦误操作或新设备故障，对设备安全和系统稳定将构成严重威胁。该文对电网操作和新设备投运等过程中的继电保护问题进行了分析。1旁路断路器转代问题1.1转代线路断路器此断路器实际运行中有切换通道和接口设备2种方式，分别适用于载波通道和音频/数字接口的方式，结构见图1。旁路转代线路切换载波通道的典型操作如下：a.切换旁路202的收发信机频率和高频电缆插头。b.202定值核对，投入保护，纵联保护不投。c.退出273两侧不能切换通道的纵联保护（按调度令可能提前操作）。d.202向母线充电后拉开202
2、。e.合2733隔离开关。f.用202合环。g.拉开273及两侧隔离开关。h.切换273的高频电缆至旁路，通道试验。i.投入202纵联保护。上述操作的主要特点是：一次设备操作集中连续完成；在就地现场操作合2733刀闸过程中发生故障，母线可视为273线路的短分支，两侧保护可以正确动作。停止转代过程相当于273转带202，只是省去了向母线充电的操作。1.2转代主变断路器1.2.1TA的切换、变比保护电流回路需切换至旁路或套管TA。变比不一致时应切换差动保护和后备保护定值。1.2.2切换到套管与旁路TA的差别在转代前后，套管TA的电流始终为主变该侧负荷电流，在切换过程中总会有差电流出现，需要将差动保
3、护和该侧后备保护退出运行。切换至旁路TA，如果在旁路合环前先将旁路TA短路线拆下、接入差动保护回路；合上旁路、拉开被代断路器后再断开并短接主变TA，如TA变比一致，则可以避免差电流，保护可以不退出。1.2.3旁路保护跳三侧的问题若差动保护范围缩小到套管TA，则主变引线及旁路母线失去快速保护，需要由旁路保护跳主变各侧断路器加以弥补。增加了二次回路的复杂性。1.2.4旁路TA作为差动保护的一侧接入理想的做法应该是在主变保护中增加电流回路，正常接入旁路TA的电流，由主变断路器旁路刀闸信息来控制是否将该电流计入差动回路及切换相应后备保护所用电流和定值。1.2.5变压器保护中的非全相保护变压器保护中转代
4、侧断路器非全相保护应退出，否则其“不一致”接点来自主变断路器的位置，JP2而闭锁电流取自旁路TA，可能造成非全相保护误动作。1.2.6一、二次设备操作的协调主变转代操作的一般做法是：先将相应的差动及后备保护退出，切换电流至套管TA或一次操作完毕并切换电流至旁路TA后，再投入保护。在合主变旁路隔离开关后，退出保护、接入旁路TA，合旁路断路器、拉开主变断路器，投入保护，再拉开主变侧隔离开关；同理进行停止转代的操作。可以保证旁路隔离开关操作由主变差动进行保护。1.3母联兼旁路断路器代路1母联兼旁路断路器代路时，双母线接线转为单母线运行，母联断路器作为旁路断路器使用。SMC型母差保护代路时需要人工将母
5、联TA切入差动回路。JMC电流相位比较式母线保护，运行母线的比相元件不受影响；但非运行母线的比相元件在运行母线之外的范围内故障时均可能误动作，应断开母差保护跳母联的出口回路。RADSS/S中阻抗比例制动母差保护，通过旁路断路器开关的旁路隔离开关（刀闸），自动将停运母线差动元件的母联TA回路封闭，同时解除运行母线差动元件的母联TA封闭回路。微机型母差保护，在母联兼旁路断路器代路时，根据母联旁路隔离开关的位置信息，在软件中自动将母联兼旁路间隔作为普通间隔来处理。母联TA的极性也可以自适应。2新间隔投运母差和失灵保护处理除本身的保护外，还涉及该间隔与母差保护、失灵保护之间的回路接入，在新间隔充电投运
6、前，将母差和失灵保护退出，进行有关回路的接入和传动。失灵保护在传动正确后即可投入运行，母差则还需要带负荷或合环后经向量检查正确方可投入。2.1双母线主接线除发电机变压器组采用零起升压方式外，一般由本站的母联断路器进行充电。步骤如下：a.将母差保护改投“无选择”方式，一次系统倒闸操作为单母线方式。b.退出母差保护，新间隔电流回路接入母差，跳闸回路接通并传动正确。c.投入母联充电保护，用母联向新间隔充电。d.母差保护向量检查正确后投入运行，母线倒为正常方式后，改投“有选择”方式。如果新间隔电流回路尚未接入母差，用母联串带向新间隔充电时，下列情况母差保护可以不退出：SMC型母差保护母联电流切入差回路
7、；JMC型母差保护，仅将跳母联断路器和新间隔的出口退出。RADSS/S中阻抗及微机型母差保护的“小差动元件”始终计及母联断路器的电流，运行母线小差动元件不会误动，但备用母线因只有母联电流会误动作，即使退出跳母联断路器和新间隔的出口，正因如此，遇有区外故障延时切除，母差保护误动而跳母联的出口又退出，母差保护内部逻辑经延时短接母联电流或者启动母联失灵保护，造成运行母线跳开。在母联串带向新间隔充电时需将母差保护全部退出，投入母联充电/过流保护。2.23/2断路器主接线3/2接线向母线断路器充电，一般应将该母线腾空，退出母差保护由1组已运行的母线断路器经空母线向新断路器充电。对于因主变不进串而不便腾空
8、母线的情况或者无充电保护者，可由母差保护作为向新断路器充电的保护。充电前不宜将接入新断路器电流接入母差。3设备检修3.11组TV的检修双母线接线1组TV检修，一次方式不变，仅将2组TV二次并列，母差和失灵保护跳开母联后，如故障在TV检修的母线，则其电压闭锁元件将可能返回，可能拒动。当然，保护同时跳母联和其它断路器时不存在上述危险。正确的做法应该是倒成单母线方式或用某一间隔的母线隔离开关将2条母线跨接运行。相应变更母差保护方式。3.2清扫母线后的充电双母线主接线由母联充电保护作为向检修后母线充电的临时保护。充电操作时母差保护一般可以自动或人工控制退出。双母线固定方式的母线完全差动保护，固定方式破
9、坏后，母线故障无选择性，在向母线充电时应退出。其它类型的双母线差动保护，如果投“有选择”方式，母联检修后的母线充电时可以不退出。可对其充电到故障母线，因弧光或母线元件瓷片飞溅而导致运行母线的相继故障可起到保护作用。需视母差保护及二次回路的具体情况确定母差保护运行方式。3/2接线母差保护，向检修后的母线充电时，母差保护没有退出的理由。不用充电保护更显简便。4恢复运行的辅助性保护及母差方式4.1母联或分段断路器充电保护适用于向母联或分段断路器间隔之外的间隔进行充电，充电保护一般包括由断路器跳闸位置继电器常开接点控制自动投退的过流保护和人工投退的过流保护。4.2线路保护作为充电保护适用于线路停电、一
10、侧间隔改造后由对端站充电的情况。在该方式下，为保证线路纵联保护快速可靠动作，对于闭锁式保护，可将被充电侧收发信机的电源关闭，或充电侧收发信机置“本机负载”方式；对于允许式或电流纵联差动保护，需要把其置为“自环”工作方式。线路首端的重合闸应停用。对新间隔充电完毕，线路断路器合环之前，将线路保护通道工作方式恢复正常。4.3旁路保护作为充电保护主要针对母联间隔改造或检修后，由本站进行充电的情况。具体做法是：腾空1条母线，由旁路断路器向旁路母线充电，用本站某一线路间隔经旁路母线，用旁路断路器，再通过空母线向母联间隔充电。在旁路断路器合闸过程中，遇有母联故障，旁路保护将带反方向偏移、加速动作。旁路母线、
11、旁路断路器、空母线和母联间隔可以视为线路的小分支,线路两侧重合闸应停用。4.4母差保护作为充电保护a.母联断路器向母联TA充电，母差保护应仅投入跳母联的出口；母线检修后由母联断路器充电，且母差保护可以不退出。b.3/2断路器接线由母线断路器向母线充电或由母线向母线侧间隔充电。4.5断路器保护或短引线保护作为充电保护3/2接线方式下，向母线充电应由其中1台母线断路器进行，投入对应断路器保护中的充电保护。短引线保护短接一侧电流回路即可作为充电保护来使用。对于新间隔，充电时需腾空1条母线，用已运行断路器对新间隔充电。4.6向母联断路器充电时母差方式对于4.1和4.3中向母联断路器充电的情形，如果母联
12、断路器TA接在母差保护中，在由其它断路器向母联断路器充电时，母差保护都应退出，JP2否则母联TA与母联断路器之间故障的结果是本站全停。5故障后恢复的特殊问题5.1线路故障后的恢复3/2断路器接线采用人工控制加速压板的方式，在向母线充电时，中间断路器向1条线路充电时需注意不能误加速相邻线路的保护。5.2母线故障的恢复双母线接线通常由母联断路器向故障母线试送，也可由故障母线的线路对端向母线充电，故障站尽管尚为单母线运行，但母差保护仍应投正常的“有选择”方式，避免充电到故障上误跳健全的母线。6 500kV线路投运的特殊问题6.1过电压问题设置线路时应将并联电抗器投入，线路单侧有电抗器时应由无电抗器侧
13、充电；过电压保护和远跳可靠投入，远跳临时不经就地判据控制。6.2分相充电时并联电抗器问题6.2.1中性点小电抗的过电流问题中性点小电抗额定电流的选择考虑三相不平衡电流；按故障状况校验温升，在线路带并联电抗器单相充电时，为避免小电抗过电流，应将小电抗短接。6.2.2并联电抗器匝间保护的整定计算对于零序功率方向原理的电抗器匝间短路保护，在整定补偿阻抗时，为保证区外接地故障的选择性，应使补偿后的电压与补偿前同相位，按最恶劣的方式（小电抗被短接）来选择补偿阻抗：X0C=0.60.8XL而不是0.60.8(XL+3XL0)37双断路器接线一次设备与保护运行方式的协调7.1关于3/2接线重合闸的问题如图3
14、所示，L2为有源线路，L1为辐射线。以双侧电源线路采用单相重合闸为前提，如果L1线路对端负荷侧线路保护不能正确选相，电源侧线路保护均应三跳。正常成串运行时，1DL投三重方式，2DL、3DL投单重方式。2DL停运时，1DL和3DL的重合闸运行方式不变。1DL停运时，2DL改投三重方式，3DL仍投单重，对L2顺序重合。3DL停运时，1DL投三重方式，2DL投单重方式。当L1送电侧有200MW及以上机组直接上母线运行或经短线路上母线时，L1仅单相故障允许重合。以防止连续多次故障冲击使得汽轮机轴系扭振过大，耗尽转子的疲劳寿命。7.2过渡接线方式3/2接线线路侧无刀闸的情况下，不设短引线保护。线路间隔不
15、投、而断路器成串的方式下，线路保护作为短引线的保护时，需要防止区外故障的穿越电流造成距离保护误动作。分析表明，按TA的10误差计算，区外故障时，该线路保护测量阻抗至少为故障点到故障母线阻抗的10倍，可以此为依据分析该方式下线路距离保护与相邻保护的配合。8发变组整组启动中继电保护的试验项目和运行方式8.1升速过程由于没有电气量的存在，原则上不需要保护。如果误上电和开关闪络保护功能正常，应考虑投入。8.2发变组短路试验投入保护：与电流、电压无关的保护，包括开关量保护，如变压器的瓦斯、温度、压力保护等，发电机的断水、热工保护等，发电机转子接地。在机组短路试验、空载试验及励磁调节器试验时，保护的出口方
16、式可仅投入跳灭磁开关，不需投入跳主开关、启动失灵保护、跳厂用开关启动快切及关主汽门方式。在小电流工况应检查二次电流回路；额定电流工况应检查差动保护的向量。大修后的机组，如二次回路和装置未改动，可将保护全部投入。8.3空载试验投入保护：已检查向量的所有电流类保护。额定电压工况时检查各电压等级的TV二次电压值、相序、开口三角电压，发电机中性点电压。8.4自动调节励磁系统试验此时电流类保护和电压类保护因已检查其向量，应投入运行。在励磁调节器试验时尤其注意将电压类保护投入运行，如发电机过电压保护、过激磁保护等。8.5带负荷试验机组启动初期带基本负荷时进行向量检查，此时机组所带有功一般较小，可适当增大无功，以满足向量检查的精工电流。带负荷检查方向阻抗类保护的向量，包括逆功率、低阻抗、失磁、失步保护的向量。逆功率保护的向量检查应首先进行，因为机组并网之初有可能发生机炉动力不稳的情况，在使用程序逆功率保护联锁电气热动的情况下，只有逆功率、程序逆功率保护正确且在投运状态时，才能实现电气的解列脱网。对于接地保护，如发电机定子接地、转子接地保护，应做一次模拟接地试验。9结束语继电保护的运行与一次系统方式和结构休戚相关，一次系统的操作、设备投运等非正常方式千变万化，研究和掌握过渡方式下保护的效能和特性、使继电保护的运行方式始终与一次方式相协调，才能更好地发挥其电网安全屏障的作用。