几种死区故障的保护动作逻辑分析

李广贤,张洪军,王占辉

(沧州供电公司,河北 沧州 061000)

讨论死区故障首先要明确一个概念,单元保护都是以 TA安装位置为保护范围的,也就是说,保护计算故障电流是以 TA位置为界限的,而开断故障电流要靠开关来实现,这就存在了死区。所谓死区就是指本保护装置保护不到的地方。当故障点在 TA与开关之间,此时即使保护装置动作跳开开关,也不能够完全切除故障。以下就几种典型接线方式下的死区故障,简要分析一下其动作逻辑及实施。

1 双母线(单母线分段)接线方式

1.1 出线 TA与开关之间发生故障

如图1,在出线开关与 TA之间K1点发生故障,由于保护装置采用T A二次故障电流来判别,而该故障点在线路两侧速动保护(光差保护或高频保护)范围外,线路主保护不会动作,而母线差动保护则会判断为母线故障,动作跳开故障母线所有连接元件,然而出线开关断开故障并没有完全切除,要想完全快速的隔离故障点,就要使线路对侧开关迅速跳开。

具体实施：本侧母差保护动作后,启动出线开关的永跳继电器,利用永跳继电器接点给对方发出跳闸信号(远跳信号—光差保护、母差停信—高频保护),对侧在收到信号后经启动元件开放瞬时出口跳闸。

图1 出线TA与开关之间发生故障

1.2 主变 TA与开关之间发生故障

如图2,在主变TA与开关之间K2点发生故障,此时主变差动保护判断为区外故障,不会动作;若母线保护判断为区内故障,跳开开关后,故障点没有完全隔离,在主变低压侧有电源点的情况下会继续向故障点提供故障电流。因此要断开主变另两侧开关。

具体实施：由母差保护动作跳开主进开关后,母差判别仍有故障电流,启动主变失灵保护经非电量出口回路跳开主变另两侧开关[1]。

图2 主变TA与开关之间发生故障

1.3 母联 TA与开关之间发生故障

如图3在母联 TA与开关之间 K3点发生故障,由母线差动保护动作跳开母联开关,同时跳开母联开关开关侧母线上所有连接元件,由于母联开关跳开后,母联 TA内仍有故障电流存在,母差保护即进入母联死区逻辑,经短延时(Tsq死区延时定值)出口跳开母联开关TA侧母线上所有连接元件;在母联开关与母线之间 K4点发生故障,母差保护动作跳开母联开关及开关侧母线上连接元件,由于母联开关的断开,母联回路故障电流消失,确保非故障母线运行。

图3 母联TA与开关之间发生故障

2 桥型接线方式

桥型接线方式如图4所示。

1)当K1点发生故障时,L1线路保护判断为区外故障,故障点在1#主变差动保护范围内,当1#主变保护动作跳开1#开关、2#开关后,即可切除故障。

2)当K2点发生故障时,L2线路保护判断为区外故障,故障点在2#主变差动保护范围内,当2#主变保护动作跳开3#开关、2#开关后,故障点不能完全被隔离,需要断开 1#主变各侧开关。具体实施：2#主变保护动作跳开2#开关后,桥开关TA内仍有故障电流存在,桥开关失灵保护启动跳开 1#主变各侧开关。

3)当K3点发生故障时,L2线路保护判断为区外故障,故障点在2#主变差动保护范围内,当2#主变保护动作跳开3#开关、2#开关后,故障点不能完全被隔离,需要断开L2线路对侧开关。具体实施：2#主变保护动作跳开2#开关后,启动 L2线路的远跳回路,使对侧快速跳闸。

图4 桥型接线方法

3 3/2接线方式

3/2接线方式如图5所示。

1)当 K1点发生故障时,I母线差动保护判断为区外故障,L1线路主保护动作跳开1#开关、2#开关,但是故障点并没有被彻底隔离,需要利用 1#开关的断路器失灵保护接点跳开 I母线所有连接元件,同时给出远跳信号并闭锁重合[2]。

2)当K2点发生故障时,线路1和线路2保护装置由于都采用电流回路接线,均能够正确动作,同时跳开两侧开关,由于重合闸原则先合母线侧开关,因此当1#开关合闸后会加速跳开 1#开关并闭锁 2#开关的重合闸,L2线路保护动作跳开两侧开关后,重合闸动作合上3#开关。

3)当 K3点发生故障时,动作行为同 1)。

图5 3/2接线方式

图6 旁路转带主变受总开关

4 旁路转带主变受总开关

如图6,当旁路转带主变受总开关时,为使主变保护不失去差动主保护,一般将差动电流由外附TA切换到主变套管 TA,若此时旁路保护退出,当 K点发生故障时,将会失去快速保护。解决策略：如图中方框所示,增设一套差动保护,旁路转带时切换到旁路 TA[3][4]。

5 结束语

综上所述,针对各种接线方式下发生死区故障,都经过二次回路或保护设备及功能用以完善,使保护范围扩大或重叠,用以确保电网安全运行。

[1]贺家李,宋从炬.电力系统继电保护原理 [M].增订版.北京：中国电力出版社,2004.

[2]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答 [M].北京：中国电力出版社,1997：5.

[3]朱声石.高压电网继电保护原理与技术 [M].第三版.北京：中国电力出版社,2005.

[4]李晓明.现代高压电网继电保护原理 [M].北京：中国电力出版社,2005.