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基于Excel的带负荷检查自动计算模块
来源:电工技术  作者:佚名  2016-10-18 16:04:37

    摘要:本文针对一起电流互感器极性错误造成的主变后备保护越级跳闸事故,对事故原因进行了深入分析,引发了对电流互感器极性的探讨,进一步介绍了线路保护、主变保护、母差保护带负荷检查的原理和方法,提出了基于Excd的带负荷检查自动计算模块的高效解决方案,大大提高了带负荷检查的正确性和效率。

    1 事故情况
    110KV东方变电站一次接线如图1所示。事故发生前,该站运行方式为:110KV母线并列运行,110KV东升II线504运行于DOW II母,110KV东升I线502热备用,#1主变高压侧510运行于110KV I母,#2主变高压侧520运行于110KV II母;35kV母线并列运行,35kV铝业线406运行于35kV I母,35kV硅业线414运行于35kVII母,#1主变中压侧410热备用,#2主变中压侧420运行于35kV II母。
    图1中,硅业线414线路上发生了SC相间短路故障,从故障发生到故障切除,断路器动作情况如下:

    (1)414保护装置过流I段保护动作,414断路器拒动,故障无法切除;
    (2)3s后,#2主变中后备保护中复压闭锁过流III段动作,跳开#2主变三侧断路器,切除故障。

    2 事故分析
    2.1保护定值检查
    在事故现场对#2主变保护定值进行检查,发现#2主变中后备保护投入了复压闭锁过流I段1时限,2. 4s跳中压侧母联400,方向指向母线;投入了复压闭锁过流I段2时限,2. 7s跳中压侧420,方向指向母线;投入了复压闭锁过流III段,3s跳主变三侧,不带方向。

    2.2保护装置功能试验
    介于复压闭锁过流I段1时限和复压闭锁过流I段2时限保护均未正确动作,对保护装置进行了复压闭锁过流I段的方向性试验,结果显示保护装置功能正常。
    2.3电流回路检查
    为了确定电流流动的方向,理论上选定电流从母线流向线路为电流的正方向。对于电流互感器,一般规定P1为流人端,P2为流出端,故所有电流互感器的P1侧均朝向母线,P2侧均朝向线路或变压器。
    为了满足一二次电流同相位的要求,一般规定所有电流互感器的二次侧均应按照减极性进行接线,即当一次电流I1从P1流人、P2流出时,二次电流I2从K1流出、K2流人,I1与I2同相位,如图2所示。检查发现中压侧420电流互感器的P1侧朝向变压器,P2侧朝向母线,#2主变中压侧420电流互感器接线盒、中压侧420开关柜端子排、#2主变保护屏二次接线均为减极性接法。

    由以上分析可知,为便于电流互感器接线,安装中压侧420电流互感器时调整了电流互感器的一次极性,使电流互感器的P1侧朝向变压器,P2侧朝向母线,但未同时调整电流互感器的二次接线,二次侧仍按减极性进行接线,是造成本次事故的主要原因。施工中若能对电流互感器的二次接线进行调整,使二次侧按照加极性进行接线,即可在施工过程中避免本次事故的发生。另外,电流极性(一次极性和二次接线)的正确性可通过带负荷检查进行考量。若能在主变投运时进行带负荷检查,即可发现电流互感器极性错误问题,进而在检验过程中避免事故的发生。
    2.4带负荷检查
    带负荷检查主要是核对电流互感器的变比和极性。变比计算往往比较简单,难点在于极性的判断,而极性判断错误将会导致带方向的保护不正确动作,严重影响保护正确动作率。带方向的保护主要是线路保护、主变保护和母差保护,涉及差流平衡的主要是主变保护和母差保护,下面分别阐述线路、主变和母差保护带负荷检查的原理和方法。
    2.4.1线路带负荷检查
    在后台查看带负荷线路的潮流是否正确(通过母线功率平衡进行确定),进一步根据后台潮流计算相应的相角a(有功功率P>O,无功功率Q>0、0°<a<90°;有功功率P>0,无功功率Q<0,-90°<a<0°;有功功率P<0、无功功率Q>0、90°<a<180°;有功功率P<0,无功功率Q<0、180°<a<270°〕。利用钳形相位表对带负荷线路的二次电压、电流及相角进行实测,所测三相电流相序应正确,电流互感器变比应正确,相角a应与后台计算值
一致。
    2.4.2主变带负荷检查
    在后台查看带负荷线路的潮流是否正确(通过主变三侧功率平衡进行确定),进一步根据后台潮流计算相应的相角a。利用钳形相位表对带负荷主变各侧的二次电压、电流及相角进行实测,所测各侧三相电流相序应正确,电流互感器变比应正确,各侧相角“应与后台计算值一致。
    主变保护电量保护有差动保护和各侧后备保护。进行差动保护带负荷检查时,由于功率守恒,根据基尔霍夫定理,主变各侧电流互感器差动组不管同时接成减极性,还是同时接成加极性,差流都应为零。若各侧电流互感器差动组极性不一致,则会产生较大差流,造成主变保护不正确动作。
    后备保护中一般配置复压方向过流保护,所以在带负荷检查中需检查负荷的方向性,负荷流向应在保护动作的正方向的范围内(主变高压侧电流由母线流向变压器,方向一般取指向变压器;中、低压侧电流由变压器流向母线,方向一般取指向母线)。高、中压侧后备保护一般还配置了中性点零序电流保护和间隙零序电流保护,因此需要对中性点零序电流和间隙零序电流进行检查,一般情况下均为零。
    2.4.3母差保护带负荷检查
    在后台查看带负荷母线的潮流是否正确(通过母线功率平衡进行确定),进一步根据后台潮流计算相应的相角a。利用钳形相位表对带负荷母线各支路的二次电压、电流及相角进行实测,所测各支路三相电流相序应正确,电流互感器变比应正确,各支路相角a应与后台计算值一致。

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