運行中一起35kv光纖差動保護誤動作分析

1、運 行 中一起 35 k V 光 產 品 與 解 決 方 案 纖差 動保 護 誤 動作 分析 馬春 ( 晉城供 電公 司，山西 晉城 0 4 8 0 0 0 )摘要 隨著系統(tǒng)短路電流 急劇增加，主網變壓器抗短路能力正經受著嚴峻的考驗 ，當變壓器 低壓側 出線距離較短時，為防止變壓器低壓側發(fā)生近區(qū)短路造成變壓器損壞，低壓側 目前多使用光纖差動保護 以保證準確、快速的切除故障，但這種做法在運行 中也 出現(xiàn) 了一些問題 ，在此對其 進行分析，

2、希望弓 J 起研發(fā)人員和現(xiàn)場維護人員的注意。關鍵詞：光纖差動保護；動作分析 2 0 1 1 年前 后 ，系統(tǒng) 內出現(xiàn) 多起 因發(fā) 生近區(qū)短 路 故 障造成 站 內變壓 器損 壞 的事故 ，給 電 網造 成 了較 大 的損 失 ，針 對這種 情 況 ，我 地 區(qū)多次 召 開專題 會 議 商量對 策 ，防止變 壓器 近 區(qū)短路 故 障損壞 事故 的 再次發(fā)生。目 前，當變壓器低壓側出線距離較短時，多使用 光纖 差動保 護 以保證準 確 、

3、快速 的切 除故 障 ，但 這種做 法在 運行 中也 出現(xiàn) 過 一些 問題 。1故 障分析 1 ． 1 故 障簡介 2 0 1 1 年 6月我地 區(qū)某 2 2 0 k V站 3 5 k VC X3 8 5間 隔在 送 電過程 中 ( 用 戶側 主變合 閘 的一瞬 間 ) ，發(fā)生 光纖 差動 保護 動作 ，經 過對 錄波 圖進行 分析 ，和 對 現(xiàn)場 設備 進行檢 查 后確 定 ，保 護 為區(qū)外 干擾 光差 保 護誤 動作 。1 ． 2

4、動作原 因分 析 根據(jù)保 護裝置錄波 圖記錄分析 ， 由于產生 電流的 物理通道 均來 自于 同一組 電路 、同一組芯片 ， 推 測可 能由于在合閘瞬間有外部干擾耦合進入該 A D回路，故障時 A、 B相 出現(xiàn) 2 ms 的脈沖 電流 ， 此 保護裝置 為 北京 四方繼保 電氣有 限公司出品 的 C S C ． 2 1 3型光 纖 差動保護 ， 該 保護 的采樣算 法采用傅 里葉算法 ， 此算 法對 高次諧波及 直流分量有 很好 的過濾

5、 能力 ， 但是對 由于非 周期分量 引起 的低頻 分量抑制 能力較 差 ， 不 能 完全濾 掉 。觀察 C S C ． 2 1 3型光 纖差動保護裝 置錄波 圖可 以發(fā)現(xiàn) ， 脈沖 電流為短 時非周期尖頂波 ， 其 中包 含有 非整次 的各 次諧波及衰減 的直流分 量， 含有 此尖 頂采 樣的傅 氏算 法會計算 出一定 的基波量 ， 即裝置采 集 到 的干擾 脈沖進 入 了采樣 計算 程序 ，沒 有濾 除干 擾 ，導致程序誤 判 ，保

6、 護裝置動 作 。事后 ，我 們在 實驗室 利用 O NL L Y2 0 0 0繼 電保 護測試 儀對 同一版 本 C S C 一 2 1 3 型 光纖差 動保護 進行 模 擬尖 頂波 試驗 ，保 護依 舊動 作 ，驗 證 了上述 判 斷 的 正 確 性 。1 ． 3解 決方案 為 防止 變壓器 近 區(qū)短路 故 障損壞 事故 的發(fā) 生 ，我 地區(qū)采 取 的解 決方 案有 ：1 )主 網 2 2 0 k v、1 1 0 k v變 電站 3

7、 5 k v、I O k V 出線保 護都要 投入 0 s 動作 的速 動段 ， 在 保證速 動保 護 投入 的 同時 ，將主 網站 3 5 k V ( 1 0 k V)出線 的 限時 速 斷 時限 由 0 ． 3 s 壓縮 為 0 ． 2 s 。2 )現(xiàn)正 常運 行方式 2 2 0 k V 站低壓 側母線 均為 分列運 行 ，變 壓器 保護 整 定方 案改 為低 壓側 過流 I段 、I I段第 一 時限跳 分段開 關 的時限級 差取消

8、 ，跳 本 側開 關 時限直 接與 出線配 合 ，遇 改變運行 方 式時 按特 殊方 式予 以考慮 。3 )對 于主 網站 3 5 k V ( 1 0 k V)短線路 出線 ，線 路 電流速 斷保 護 可 以按 伸入 末端變 壓 器整定 ，允 許 降低 低壓 側 出線保 護動 作選 擇性 以提 高主變 后備 保 護保 護速 動性 。對于 2 2 0 k V站 的低壓側 新投線 路 ，線路 長度 小于 5 k m 的配置 光纖 差動保 護

9、 。而為 了防止低壓 側 短線 路光纖 差動 保護 受到干 擾后誤 動 ，應采 取 的措施 有 ：1 ) 在 裝置硬 件上 加裝數(shù) 字濾波 器 ，有效 濾除采 樣 中各 類型 干擾信 號 ， 從而 防止保 護誤 動作 的發(fā)生 。2 )進行 軟件 版本 升級 ，利用脈 沖 電流為 短時非 周期尖 頂波 這一 特征 ，將保 護動 作條 件之 一 的動 作 時限延長，使之大于脈沖持續(xù)時間，計算后選擇最 短 2 0 ms 后 動作 ，亦可避 免

10、此情 況下 保護誤 動作 。3 )檢查 現(xiàn)場抗 干擾 措施 ，檢查 裝置機 箱緊 固件 是 否正 常 ，機殼 是否 可靠接 地 ，更換 本裝置 的交 流 插 件 、保護 C P U插 件 。2 o 1 2 年 第 1 2 期 電 量 蠱 l 技 7 I tf 1 2 1產 品 與 解 決 方 案 最后我們和 廠家共 同商議 ， 一致 同意采取 了措施 2 ) 、3 ) ，對 該類型保護裝 置進行原件版本升 級 ，在實 驗室對升 級過后

11、的保護 裝置試驗 ，保護動 作正確 。2問題 拓 展 此次 故障發(fā) 生后 ，我們 按照 繼 電保護動 作分 析 擴 大化機 制 ，對 本地 區(qū) 電網 內同型 號設備 進行 全面 檢 查 ，對所 有 C S C ． 2 1 3保護 的版本進 行升級 ，并對 升 級后 完成 光差保 護 的對 調試 驗 ，認真 分析其 動作 情 況 ，確 保裝 置行為 正確 、可靠運行 。3結 論 短線 采用光纖差動保護 后主要體現(xiàn) 以下優(yōu) 點：1 ) 低

12、壓側 出線如采 用 電流 保護 受系統(tǒng) 方式影 響 較大 ，當出線距 離較 短 時， 由于定值 計算 時考慮 最 大運 行方 式 ，校驗靈 敏度 考慮 最小運 行 方式 ，使得 短線 路 電流保 護沒有 靈 敏度 ，采用 瞬時 速動 的光差 保護 很容 易解決 此 問題 。2 ) 如低壓 側 出線考慮 和下一 段保護 配合 要將保 護 范 圍延伸至 下～ 段 時 ，要增 加本 保護 動作 時 限，在 主變 發(fā)生近 區(qū)短路 時 ，動 作時

13、 限過長 ，對 主變 的 安 全極 為不利 ，同樣如 采用 瞬時全 線速 動 的光差 保 護 很容 易解 決此 問題 。不用考 慮 與其他 段保 護 的配 合 問題 。因此 ，在這 種背 景下 ，低壓側 出線 廣泛 配置 光 差保 護 ，截止 到 2 0 1 2年 8月，我地 區(qū)共配 有低壓 線 路 光差保護 ( 8 2 套 ) ，從一 段時 間的運行情 況來 看 ，整 體運行 情況 良好 ，但是 也 出現(xiàn) 過 幾次誤 動作 ，經 過

14、本文 的分析 ，我 們 了解 到 ，應用 新型保 護 時 ，應 特 別注 意此 項技術 帶來 的新 問題 。一方 面要注 意 到 本文提 到 的抗干擾 問題 ( 由于低 電壓等 級較 之于 高 電壓 等級 電能質 量更 差 ，設 備停送 電以及運 行 當 中受到干 擾 的可能性 更大 ) ， 希 望保護研 發(fā)人 員和現(xiàn) 場 運行 人員 對此 持續(xù)關 注 ，以期 找到最 終解 決辦 法 ；另 一方面 ， 由于光 差保護 需要 線路兩 側

15、實時交 換數(shù) 據(jù) ，對通 信通 道 的維護也 要特 別加 以注 意 ，防止通 道損 害造 成保護退 出的對 電網造 成不利 影 響 。參 考文獻 【 1 ]邵 玉槐 ． 電力系統(tǒng) 繼 電保護 原理 【 M] 北 京： 中 國 電力 出版社 ． 2 0 0 8 ． 6 ．[ 2 ]C S C ． 2 1 3型 光纖差 動保護 說 明書． 北 京四方 繼保 電氣 有 限公 司．作者簡介 馬 春 ( 1 9 8 0 一 ) ，工學碩士，晉城供

16、電公司繼電保護專業(yè)工程師、 技師。( 上接 第 l 1 1 頁 )圖 4S形等 電位 連接 方式 5結論 本 文 對 某 大 樓 雷 害 事 故較 多 的 原 因進 行 了分 析 ，并采取 適 當?shù)?防雷措施 對該 大樓進 行 了防雷 改 造 ，取 得 了較好 的防 雷效 果 。同時對 大樓 防雷有 以下 建 議 。1 ) 對整 個大樓 供 電系統(tǒng)采用 三級 防雷措 施 ， 確 保入侵 的雷 電過 電壓 在設備 的承受 范 圍以 內。2

17、 )為了保 證大樓 內重要 用 電設 備供 電可靠 ，建 議用 雙 曲折 防雷變 壓器對 大樓 內重要設 備供 電。3 )完善配 電室 、機 房用各 樓層 的等 電位 連接 ，防止 因 電位 不等造 成對 設備的危 害 。I1 2 2 I 電技術 2 0 1 2 年 第1 2 期參 考文獻 G B5 0 0 5 7 - 1 9 9 4 ． 建筑物 防雷 設計規(guī) 范[ S ] ．王科 耀． 高層 建筑防 雷接地 系統(tǒng)及 施工 中應注 意

18、的問題 [ J ] ． 陜西建 筑， 2 0 0 9 ( 1 0 ) ： 9 5 ． 9 7 ．楊 德倫， 李景 祿， 張萌， 鄧 文斌， 等． 白沙微 波站接 地 改造 分 析 [ J ] ． 高壓 電器 ， 2 0 1 1 ， 4 7 ( 3 ) ： 5 9 — 6 3 ．張小 青 ． 建筑 物 內 電子設 備 的 防雷 保 護 [ M】 ． 北 京 ： 電子工業(yè) 出版社， 2 0 0 0 ．張東， 曾小 榮， 廖 志華． 重慶某

19、1 0 k V線 路綜合 防雷措 施 研 究 [ J 1 ． 2 0 t 2 ( 5 ) ， 3 7 — 4 0 ．石光其 ． 智 能建筑信 息系 統(tǒng)雷擊 電磁脈沖 L E MP 研 究 與防護 設計 ] ， 湖 南大 學， 2 0 0 4 ．曹斌 ． 特 殊場 所 電源 系統(tǒng) 防雷保 護 的研 究【 D ] ， 長沙 理 工大學。 2 0 1 1 ．作者簡介 王世榮 ( 1 9 7 3 - ) ，女，河南信陽人，大學本科，河南省電力公