10kV繼電保護中容易被忽視的問(wèn)題及對策

　　1、線(xiàn)路中勵磁涌流問(wèn)題

　?。?） 線(xiàn)路中勵磁涌流對繼電保護裝置的影響

　　勵磁涌流是變壓器所特有的，是由于空投變壓器時(shí)，變壓器鐵芯中的磁通不能突變，出現非周期分量磁通，使變壓器鐵芯飽和，勵磁電流急劇增大而產(chǎn)生的。變壓器勵磁涌流最大值可以達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，勵磁涌流倍數越大。勵磁涌流存在很大的非周期分量，并以一定時(shí)間系數衰減，衰減的時(shí)間常數同樣與變壓器容量大小有關(guān)，容量越大，時(shí)間常數越大，涌流存在時(shí)間越。

　　10kV線(xiàn)路裝有大量的配電變壓器，在線(xiàn)路投入時(shí)，這些配電變壓器是掛在線(xiàn)路上，在合閘瞬間，各變壓器所產(chǎn)生的勵磁涌流在線(xiàn)路上相互迭加、來(lái)回反射，產(chǎn)生了一個(gè)復雜的電磁暫態(tài)過(guò)程，在系統阻抗較小時(shí)，會(huì )出現較大的涌流，時(shí)間常數也較大。二段式電流保護中的電流速斷保護由于要兼顧靈敏度，動(dòng)作電流值往往取得較小，特別在長(cháng)線(xiàn)路或系統阻抗大時(shí)更明顯。勵磁涌流值可能會(huì )大于裝置整定值，使保護誤動(dòng)。這種情況在線(xiàn)路變壓器個(gè)數少、容量小以及系統阻抗大時(shí)并不突出，因此容易被忽視，但當線(xiàn)路變壓器個(gè)數及容量增大后，就可能出現。我局就曾經(jīng)在變電所增容后出現10kV線(xiàn)路由于涌流而無(wú)法正常投入的問(wèn)題。

　?。?） 防止涌流引起誤動(dòng)的方法

　　勵磁涌流有一明顯的特征，就是它含有大量的二次諧波，在主變主保護中就利用這個(gè)特性，來(lái)防止勵磁涌流引起保護誤動(dòng)作，但如果用在10kV線(xiàn)路保護，必須對保護裝置進(jìn)行改造，會(huì )大大增加裝置的復雜性，因此實(shí)用性很差。勵磁涌流的另一特征就是它的大小隨時(shí)間而衰減，一開(kāi)始涌流很大，一段時(shí)間后涌流衰減為零，流過(guò)保護裝置的電流為線(xiàn)路負荷電流，利用涌流這個(gè)特點(diǎn)，在電流速斷保護加入一短時(shí)間延時(shí)，就可以防止勵磁涌流引起的誤動(dòng)作，這種方法最大優(yōu)點(diǎn)是不用改造保護裝置（或只作簡(jiǎn)單改造），雖然會(huì )增加故障時(shí)間，但對于象10kV這些對系統穩定運行影響較小的地方還是適用。為了保證可靠的躲過(guò)勵磁涌流，保護裝置中加速回路同樣要加入延時(shí)。我局通過(guò)幾年的摸索，在10kV線(xiàn)路電流速斷保護及加速回路中加入了0.15～0.2s的時(shí)限，就近幾年運行來(lái)看，運行安全，并能很好的避免由于線(xiàn)路中勵磁涌流造成保護裝置誤動(dòng)作。

　　2、TA飽和問(wèn)題

　?。?） TA飽和對保護的影響

　　10kV線(xiàn)路出口處短路電流一般都較小，特別是農網(wǎng)中的變電所，它們往往遠離電源，系統阻抗較大。對于同一線(xiàn)路，出口處短路電流大小會(huì )隨著(zhù)系統規模及運行方式不同而不同。隨著(zhù)系統規模的不斷擴大，10kV系統短路電流會(huì )隨著(zhù)變大，可以達到TA一次額定電流的幾百倍，系統中原有一些能正常運行的變比小的TA就可能飽和；另一方面，短路故障是一個(gè)暫態(tài)過(guò)程，短路電流中含大量非周期分量，又進(jìn)一步加速TA飽和。在10kV線(xiàn)路短路時(shí)，由于TA飽和，感應到二次側的電流會(huì )很小或接近于零，使保護裝置拒動(dòng)，故障要由母聯(lián)斷路器或主變后備保護來(lái)切除，不但延長(cháng)了故障時(shí)間，使故障范圍擴大，影響供電可靠性，而且嚴重威脅運行設備的安全。

　?。?） 避免TA飽和的方法

　　TA飽和其實(shí)就是TA鐵芯中磁通飽和，而磁通密度與感應電勢成正比，因此，如果TA二次負載阻抗大，在同樣電流情況下，二次回路感應電勢就大，或在同樣的負載阻抗下，二次電流越大，感應電勢就越大，這兩種情況都會(huì )使鐵芯中磁通密度大，磁通密度大到一定值時(shí)，TA就飽和。TA嚴重飽和時(shí)，一次電流全部變成勵磁電流，二次側感應電流為零，流過(guò)電流繼電器的電流為零，保護裝置就會(huì )拒動(dòng)。

　　避免TA飽和主要從兩個(gè)方面入手，一是在選擇TA時(shí)，變比不能選得太小，要考慮線(xiàn)路短路時(shí)TA飽和問(wèn)題，一般10kV線(xiàn)路保護TA變比最好大于300/5。另一方面要盡量減少TA二次負載阻抗，盡量避免保護和計量共用TA，縮短TA二次電纜長(cháng)度及加大二次電纜截面；對于綜合自動(dòng)化變電所，10kV線(xiàn)路盡可能選用保護測控合一的產(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。

　　3、所用變保護

　?。?） 所用變保護存在的問(wèn)題

　　所用變是一比較特殊的設備，容量較小但可靠性要求非常高，而且安裝位置也很特殊，一般就接在10kV母線(xiàn)上，其高壓側短路電流等于系統短路電流，可達十幾kA，低壓側出口短路電流也較大。們一直對所用變保護的可靠性重視不足，這將對所用變直至整個(gè)10kV系統的安全運行造成很大的威脅。

　　傳統的所用變保護使用熔斷器保護，其安全可靠性還是比較高，但隨著(zhù)系統短路容量的增大以及綜合自動(dòng)化的要求，這種方式已逐漸滿(mǎn)足不了要求?，F在新建或改造的變電所，特別是綜合自動(dòng)化所，大多配置所用變開(kāi)關(guān)柜，保護配置也跟10kV線(xiàn)路相似，而人們往往忽視了保護用的TA飽和問(wèn)題。由于所用變容量小，一次額定電流很小，同時(shí)往往保護計量共用TA，為確保計量的準確性，設計時(shí)TA變比會(huì )選得很小，有的地方甚至選擇10/5。這樣一來(lái)，當所用變故障時(shí)，TA將嚴重飽和，感應到二次回路電流幾乎為零，使所用變保護裝置拒動(dòng)。如果是高壓側故障，短路電流足以使母聯(lián)保護或主變后備保護動(dòng)作而斷開(kāi)故障，如果是低壓側故障，短路電流可能達不到母聯(lián)保護或主變后備保護的啟動(dòng)值，使得故障無(wú)法及時(shí)切除，最終燒毀所用變，嚴重影響變電所的安全運行。

　?。?） 解決辦法

　　解決所用變保護拒動(dòng)問(wèn)題，應從合理配置保護入手，其TA的選擇要考慮所用變故障時(shí)飽和問(wèn)題，同時(shí)，計量用的TA一定要跟保護用的TA分開(kāi)，保護用的TA裝在高壓側，以保證對所用變的保護，計量用TA裝在所用變的低壓側，以提高計量精度。在定值整定方面，電流速斷保護可按所用變低壓出口短路進(jìn)行整定，過(guò)負荷保護按所用變容量整定。