基于多种接线方式下继电保护死区的研究及应用_梁凯.pdf
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1、2023.05/基于多种接线方式下继电保护死区的研究及应用梁凯时玉强(国能大渡河流域生产指挥中心)摘要:针对不同电站阐述了继电保护死区的概念,分析了各种接线方式下的继电保护死区特征,认为快速准确地判断出各站的保护死区逻辑,同时加强对该区域的监控,防止发生故障才是文章研究的关键。本文针对大渡河流域电站的运行方式特点,对不同接线方式下的死区范围、死区保护配置、死区保护动作后果进行研究,总结了保护死区在各个接线方式下的应用。关键词:接线方式;继电保护死区;保护配置;监控;故障0引言目前,我国电网广泛采用的主接线方式包括双母线分段接线、角形接线、三分之四断路器接线、二分之三断路器接线。大渡河流域电站规
2、模庞大,种类、数量繁多,不同的接线方式与保护配置会产生不同的继电保护死区,即主保护动作也无法切除故障的区域,或者需要扩大范围才能切除故障区域,此时往往需要借助辅助判据或者扩大停电范围才能将故障切除,不仅增加了保护配置的复杂性,而且扩大了停电范围,降低了电力系统的稳定性1。1角形接线方式下的保护死区角形接线、二分之三接线、双母线分段接线方式如图所示,高压侧开关合环运行,线路通过两个开关送出,主变为两机一变的扩大单元接线方式,两台发电机同时接入一台主变给系统供电2。图角形接线、二分之三接线、双母线分段接线方式该接线方式下,当电流互感器 TA1 与 TA2 之间发生短路故障时,1 号主变差动与 1
3、号机组差动保护同时动作,DL1、DL2、DL5、DL8 全部断开,将故障切除,此时 1 号主变、1 号机组、2 号机组均停电;当电流互感器 TA1 与断路器 DL1 之间发生短路故障时,该区域也在以上区域内,因此动作后果也是将111电气技术与经济/技术与应用/2023.05DL1、DL2、DL5、DL8 全部断开,但是针对该种故障情况,DL1 断开就足以将故障切除,无需断开其余三个断路器,显然后者故障的保护动作扩大了停电范围,导致电站 1 号主变与 2 号机组同时停电。为缩小停电范围,可以考虑增加以下判据:仅当 1 号主变差动和 1 号机组保护同时动作(DL1 跳闸)时,经短延时后,主变差动和
4、机组差动保护均返回,且故障电流消失,则不跳 DL2、DL5、DL8 断路器,其余电气设备依然可以保持正常运行。以上方法的不利之处在于在该死区内发生短路故障时,无法立即切除,变相延长故障的存在时间,增加设备的损坏程度;有利之处为缩小停电范围,提高系统可靠性,较为适用于重要的、短路电流小的场所3。其余保护死区存在于电流互感器 TA5 与 TA6 之间,当该区域内发生短路故障时,1 号主变保护动作,DL1、DL2、DL5、DL8 断开,线路保护也同时动作,DL6 断开,此时 1 号主变、1 号机组和 2 号机组线路全部停电。由此可见,当死区内发生短路故障时,停电范围很大,系统稳定性大幅降低,后果极其
5、严重,因此有效防止死区故障至关重要。2二分之三接线方式下的保护死区如图所示,两条母线之间三个断路器串联,形成主接线中的第一串,在 DL2 与 DL3 开关之间引出线,与主变相连,在 DL3 与 DL4 开关之间引出线,与线路相连。这种接线方式的保护死区范围涉及三个部分,第一部分位于断路器 DL1 与电流互感器 TA1 之间,当该区域发生短路故障时,发电机保护动作断开 DL1,主变保护动作断开 DL2、DL3,造成发电机和主变同时停电;第二部分位于电流互感器 TA5 与 TA6 之间,该区域发生短路故障时,主变保护动作断开 DL2、DL3,线路保护动作断开 DL4,造成主变和线路同时停电;第三部
6、分位于电流互感器 TA7 与 TA8 之间,该区域发生短路故障时,线路保护动作断开 DL3、DL4,II 母母线保护动作断开该母线的所有断路器,造成线路和母线同时停电。由此可见,以上三部分发生短路后均会通过扩大停电范围的方式切除故障。3双母线分段接线方式下的保护死区如图所示,母联开关合闸使两条母线同时运行,机组和线路根据需要分别上不同母线运行。受死区影响,电流互感器要求交叉配置,才能确保死区内发生故障时迅速切除。该电站母线保护和线路保护所用电流互感器并没有交叉配置,因此当该接线方式下的死区发生故障时,若不采取相关措施,则无法迅速切除故障,不仅会导致事故的扩大,还会严重损坏设备。3.1母联保护死
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