一起保护电压回路缺陷的分析与治理

许晓丽,赵 玮

(沧州供电公司,河北 沧州 061000)

在继电保护二次装置中,常会遇到N600这根线,它是电压互感器二次侧零相电压线,通常引到继电保护二次小母线上,供继电保护装置使用。在正常情况下,N600上无电压,不能通过测量对地电压的方法检测其回路接线是否完好。因其转接环节多,通常由开关现场引到控制室,由小母线引至保护公共端子排,由公共端子排引至保护装置端子排,所以出错几率大。因此,N600发生断线故障后不易辨别,会对保护正确动作产生影响。

文中针对一电压二次回路的接线形式和保护装置拒发告警信号的缺陷进行分析。

1 TV断线的判别及其影响

变电站中TV发生断线事故,是一种常见的故障。一旦 TV断线,会使得保护装置的电压量发生偏差,而电压量的正确获取是距离保护、带方向闭锁以及含低电压启动元件的过流保护能否正确动作的先决条件。

文中涉及的LFP-941A保护装置TV断线判据为：在启动元件不动作的前提下,当三相电压向量和大于8 V时,延时 1.25 s发 TV断线“DX”信号;正序电压小于 0.1 UN时,若任一相有电流,延时 1.25 s发 TV断线“DX”信号,若没有负荷电流则当开关合后位置触点动作且跳闸位置继电器不动作时,延时1.25 s发 TV断线“DX”信号。

TV断线时,由于影响到电压,所以通常会影响距离保护、带方向闭锁以及含低电压启动元件的过流保护。因此装置发“DX”信号时会将距离保护退出运行,同时将零序方向过流保护的方向元件退出,零序保护改为无方向性跳闸方式,同时投入经延时的相电流过流保护,定值方式字“TVL01”为“0”时,则 TV断线将退出零序保护I段。

2 现场事故的分析

2.1 事故现象

2009年 5月 25日,沧州姚官屯变电站 110 kVⅠ母 TV回路 B相断线,190,196保护装置发出 TV回路断线信号,194保护装置未发出 TV回路断线信号。当时运行方式为 190,194,196均接 110 kVⅠ母线运行。

2.2 检查经过

恢复 110 kVⅠ母 TV B相保险,194由 102转带,194开关转检修状态,194保护已退出,合上 194开关。

断开194保护装置 B相电压保险,保护装置不发 TV断线信号。

疑点一：保护装置VFC插件有问题,关闭电源,拔出 VFC插件,更换备用插件,重新上电观察,现象仍旧,判断 VFC插件无问题,恢复 V FC插件。

疑点二：AC插件有问题,更换备用插件,上电后现象仍旧。

疑点三：CPU和管理板,更换备用插件,还是不发“TVDX”。

调出保护实时采样电流电压菜单查看Ua=50 V,Ub=0 V,Uc=50 V。

外围二次回路检查：经过检查外围二次回路,发现N600在保护屏端子排上没压紧,实际上未接入保护装置。经过处理将N600接好,保护装置恢复正常,分别拔掉一相电压或两相电压做二次交流电压保险试验,保护装置均发 DX灯。

2.3 缺陷分析

LFP-941A保护装置交流电压采样原理如图1所示。

当Ua和Un均断线,Ua和Uc通入正常 57.7 V电压时,二次交流电压向量如图2所示。

不满足 TV断线判别条件,所以不发“TVDX”信号。

3 N600断线对保护的影响

3.1 N600单独断线

N600断线后,由于对地电容及环境磁场的影响,N600电位不为零,存在一个悬浮电位,视环境不同,一般几伏至几十伏不等。同时,该点电位并非固定不变,周围设备的动作、电容和磁场的变化都会使该点电位发生变化。该悬浮电位通过N600引保护装置,同时也会造成相电压发生偏移。设N600断线后,该点电压为ΔU,则有：

由此得：

由以上分析可知,N600断线会对三相电压的大小和相位均造成影响,进而对保护装置造成影响。例如,距离保护中故障电压幅值大小和零序功率方向元件中零序电压相位的变化均会引起保护的超越或拒动。同时如果3U0断大于8 V,还会误报TV断线信号,将部分保护退出运行,导致保护范围缩短,此时若有故障发生,就会造成事故扩大。

3.2 N600与其他电压回路共同断线

本文中的缺陷正是N600与B相电压回路共同断线所引发的。由于 LFP-941装置不引入开口三角电压,零序电压由三相电压向量计算获得。当N600未接入保护装置时,交流电压某相断线,但由于未发TV断线信号未能将方向功能退出,此时如果再发生接地故障,则会由于没有零序电压而导致零序方向过流保护拒动;并且正常运行时,如果断线相负荷电流较大,也有可能造成距离保护误动。

4 N600回路的检测

N600正常时对地无电压,断线时对地有微弱悬浮电压,但不能以对地测量电压来判断回路是否完好,也不能在 N600所在屏处将其接地,使其强迫为零。因为这会造成多点接地,在接地点间会形成电位差,这根N600导线将通过电流,并形成两点地电位差的分压线。这点地电位差会加到 ABC相电压上,对保护装置的动作行为造成影响。正确检测N600回路完好的方法是在 TV检修时,在二次回路根部进行二次回路加压试验,在加压试验中要注意安全,同时相关回路都要进行电压测量,确保电压回路正确。

5 总结

N600的不接入,有一定的隐蔽性。在平时传动试验中,均加入试验台的UN,保护装置传动良好,试验时无法发现;当开关处于运行状态时,由于没有任何信号,所以也无法发现。N600正常时虽然无电压,但无电压并不代表无用,事实上它对距离保护和零序保护具有举足轻重的作用。为了防止同类缺陷的再次发生,我们应该利用以下手段进行治理：

1)应对其它保护装置进行普查,看有无 N600未接或接触不良的情况。

2)建议厂家完善对 TV断线的判别条件,例如可增加一条在保护不起动的情况下,当负序电压大于 8 V时延时 1.25 s发“TV断线”信号。

3)建议厂家在保护上增加对“N600未接入”的判断。如当任意两相交流电压大小相等,方向相反,且第三相电压为零时,发“TV断线”信号同时报“N600未接入”。

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