1问题产生
平煤公司五家矿进行改扩建后,实现了综采综放综掘,井下高压供电系统为:6kV入井电缆→地面井下中 央变电所6kV→高压电缆→采区变电所→6kV高压电缆一→
矿用变压器或移动变电站。随着首采工作面的投产,采区变电所和中 央变电所高压真空配电装置频繁出现跳闸甚至越级跳闸,故障现象均为短路或过负荷,而供电系统实际运行中并没有短路事故,证明开关继电保护没有起到应有的作用。
继电保护的任务是:①能自动地、迅速地借助于断路器将故障部分从供电系统中切除,减轻故障危害,防止故障蔓延;②根据运行维护条件,确定保护是作用于信号还是跳闸。而对继电保护的基本要求是:选择性、快速性、灵敏性和可靠性。所以,高开继保频繁跳闸和越级跳闸,证明继保整定存在问题。
2问题查找
通过重新审查供电设计、现场检查高压配电装置和翻阅高压配电装置说明书,发现整定计算时,机电区技术员使用的计算公式还是早先使用的旧公式,整定也是按早先GL型继电器来进行,而现在的高压配电装置都是电脑综合保护了,而且不同型号的高压配电装置电脑综合保护整定的方法还不一样,出现定值过大或过小,导致问题产生。
目前本矿共计有4种高压配电装置,分别是PB3-
6GA型、BGP43-6/630A型、PBG-630/10(6)Y型和PJG-630/10(6)Y型,其中PB3-6GA型较古老,装有瞬时动作的过电流继电器,已经被淘汰,后三种是新型的永磁机构真空断路器,电脑综合保护的高压真空配电装置,查阅使用说明书得知:
2.1BGP43-6/630A型高压配电装置所用的智能开关监控保护装置为SDZB-G10.31B型,过流保护技术参数为:
①短路保护动作电流值按电流互感器二次电流(5A)
的1.6倍、2.0倍、3.0倍、4.0倍、5.0倍、6.0倍、8.0倍、
10.0倍分级整定。
②过载整定分档可调,标称值分别为配电装置额定工作电流的0.2倍、0.3倍、0.4倍、0.5倍、0.6倍、0.7倍、0.8倍、0.9倍、1.0倍、1.2倍、1.4倍。负载电流超过过载电流标称整定值1.1倍报警并开始反时限延时。
值得注意的是,在该型开关的保护中,过载保护整定时,负载的额定工作电流(计算电流)以高压配电装置的额定电流倍数整定。
2.2PBG-630/10(6)Y型高压配电装置的电脑综合保护器型号为SDIB-G10.31C型。过流保护技术参数为:
①短路保护动作电流值换电流互感器二次电流(5A)一定程度上有所增大,与TA一次额定电流相比,通常情况下出口处的短路电流值可以超出数百倍,系统中原有正常运行的TA在这种情况下可能出现饱和。
3.2避免TA饱和的方法
从本质上来说,TA饱和就是TA铁心中磁通出现饱和,由于磁通密度与感应电动势符合正比关系,在这种情况下,当电流相同时,二次回路感应电动势随着TA二次负载阻抗的增大而增大,或者在负载阻抗相同时,感应电动势随着二次电流的增大而增大,铁心中磁通的密度在这两种情况下都会进一步增大。TA在铁心中磁通密度达到一定值时就会达到饱和。在TA严重饱和的情况下,一次电流会全部转变为励磁电流,二次侧感应电流此时为零,也就是说在这种情况下 流过电流继电器的电流为零,这时保护装置就会拒动。
在线路中,为了防止TA发生饱和,通常情况下可以从以下两个角度采取措施:
①在选择TA的过程中,注意变比不能过小,同时需要全面考虑线路短路时TA的饱和问题,对于10kV线路来说,其保护TA变比蕞好超过300/5。
②采取措施减少TA二次负载阻抗,在一定程度上避免保护和计量共用TA,同时缩短TA二次电缆的长度,并且适当增加二次电缆的截面;对于综合自动化变电所来说,为了确保线路运行的安全性和稳定性,在线路保护方面,通常情况下需要选择保护、测控一体的产品,进一步对10kV线路进行保护,并将其安装在控制屏上。这时,二次回路阻抗在一定程度上可以大大减小,进而可以有效地避免TA饱和。
4结束语
通过上述分析,在远距离线路保护应用中,励磁涌流以及保护TA在线路出口短路时容易饱和的问题在瞬时电流速断保护中普遍存在着,对于该问题,通常情况下,通过设定延时0.1-0.15s的方式进行处理;对于TA饱和问题,通过选缩短二次电缆长度,增加二次电缆截面的方式进行处理。实践表明:运行情况良好,基本满足了系统的安全性、可靠性。参考文献:
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[4]贺家李,宋从矩电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社,1994.