基于继电保护动作分析的故障检测

基于继电保护动作分析的故障检测

(国网山西省电力公司晋城供电公司048000)

摘要:继电保护是维护电力系统的重要手段之一,对于保障电力系统的正常运行有着非常重要的作用。当电力系统本身出现故障或危及安全运行时,继电保护能自动向值班人员发出警告,并向控制的断路器发出跳闸指令,终止事故的进一步恶化,减少不必要的损失,是电力系统运行中至关重要的组成部分。本文就继电保护动作进行分析,并结合实例对继电保护动作进行解读,以供业内人士参考。

关键词:继电保护;动作;故障

1电力系统继电保护系统工作原理

电力系统中继电保护工作是对电力系统中发生的故障以及异常情况进行检测,如果在电力系统的正常运行中发生了故障,继电保护系统就会检测出故障源并且发出警报,或者直接将故障所存在的区域与电力系统的运行区域进行分离,保证电力系统的安全运行。当电力系统中的运行设备或者是运行线路在正常运行时,继电保护系统会在一定的范围之内对其进行检测,如果电力设备或者输电线路发生了故障继电保护系统可以自行发出跳闸命令。并且对于电力系统中的故障具有自动检测的作用,根据对电力系统中继电保护系统的工作原理进行分析得出图1。

图1

根据图1可得知,继电保护系统的工作原理是将电流电压以及其他电力系统中运行因素经过继电保护系统进行检测,如果电压与电流的输入波动异常,则在继电保护系统的输出中则会产生警报或者断开电源的处理,继电保护系统的工作目的就是保证电力系统的安全正常运行,但是继电系统如果出现了故障,则会对电力系统的正常运行产生较大的阻碍。

2继电保护动作分析的实例解读

某110kV变电站110kV和沁线保护双套配置,主保护光差保护,为北京四方公司生产的CSC163,后备保护为距离保护CSC161。某日,和沁线保护动作,动作情况CSC161相间距离III段保护动作,ABC三相相间故障;CSC163差动保护仅启动,未动作。根据动作情况可以初步判断故障点在线路之外。

动作录波图如下:

通过观察录波图,可以故障首先存在一次转变的过程,即第123ms前后波形明显不同,首先分析第一过程0ms~123ms

第一阶段电流存在两个特点,首先三相电流一大两小,即B相为8.6A,而AC相相等同为4.3A,其次是方向相反,B相电流与AC相相差180°,最后是零序电流几乎为0.符合Yd11型接线方式主变低压侧传变特点,分析如下:

假如当Yd11主变低压侧发生AB相关故障,各相电流及序分量如图4所示,经主变△→Y传变后,正序分量超前30°,负序分量滞后30°,经合成后如图5

通过图形分析结果,同录波图一致,因此可以判断定第一阶段故障点为线路对侧主变低压侧AB相间短路故障。

第二阶段,123ms~3059ms,三相电流均为8A,且为正序基波波形,而三相电压均为51V,正序基波波形,同相电压超前电流78°。根据公式Uab=Iab×Z=2Ia×Z,带入以上数值51=2×8×Z,Z=5.52Ω,达到相间接地距离III段定值10.2Ω,大于II段定值2.6Ω,经过3S时间定值后,动作切除故障。假设主变低压侧发生三相短路故障,则故障分量如图6,其中ψ为线路阻抗角。

而三相电压电流角度经主变传变后的角度是不变的,因此仅能将故障点锁定在对侧站内,无法确定具体故障点。

综合两个阶段分析,故障过程如下:对侧站内主变10kV侧首先发生AB相间短路故障,经123ms后发展成为三相短路故障,最终由作为远后备的和沁线线路保护切除故障,应该为站内主变保护或主变高压侧开关拒动造成的越级故障。

3结束语

总而言之,随着我国电力系统改革的不断深入,继电保护动作已经成为了电力行业各方关注的重点,加之其涉及到的技术难度大、故障种类多、影响严重等问题。因此,加强对继电保护动作的分析已经成为了电力部门工作的重中之重,也只有这样,才能减少故障发生的频率,保证电力系统的安全平稳运行。

参考文献:

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作者介绍:

徐进(1987.7.1),性别:男;籍贯:河南省商丘市;民族:汉;学历:本科、学士;职称:工程师;职位:变电检修工程师;研究方向:继电保护

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