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變配電站繼電保護常見問題及分析

現在電力系統變配電站已經全部採用變電站綜合自動化系統(微機保護), 工業與民用建築變電站也開始推廣變電站綜合自動化系統(微機保護)。 採用變配電站綜合自動化系統(微機保護)後, 變電站的繼電保護出現了許多新問題, 需要大家進行討論。

1 事故與繼電保護分析

電能是一種特殊的物質, 它不能存儲, 在其傳輸過程中要有可靠的絕緣。 各相之間絕緣破壞就會發生相間短路事故, 各相對地之間絕緣破壞就會發生單相接地短路事故或故障。

根據歐姆定律電壓等於電流與電阻的乘積: U=I×R I=U÷R

在交流電路中電壓等於電流與阻抗的乘積: U=I×Z I=U÷Z

供電系統中的阻抗包括發電設備、輸電線路、變配電設備與負載的阻抗。 輸電線路與變配電設備的阻抗遠小於負載的阻抗。 當輸電線路或變配電設備絕緣破壞, 負載被短路, 阻抗變小, 電流就要變大。 如果不及時將發生短路的輸電線路或變配電設備斷開(切除), 就會使事故擴大, 造成設備損壞、引起火災、威脅人身安全, 甚至破壞供電系統的穩定運行。 短路保護是供電系統的主要保護。

短路事故有相間短路與單相接地短路, 相間短路有三相短路與兩相短路。 電源中性點接地的供電系統發生單相接地時, 短路電流有回路流通, 可稱為單相接地短路。 電源中性點不接地的供電系統發生單相接地時,

因為短路電流沒有回路流通, 只有三相對地不平衡電容電流, 稱為單相接地故障。 二者的繼電保護原理是不相同的。 遠方短路及用電設備不正常造成的過電流與過負荷, 及瓦斯與溫度等非電量故障均屬於異常運行, 也需要及時報警或跳閘。

繼電保護就是在供電系統發生短路事故與異常運行時, 能夠按照要求迅速而有選擇性地將其切除或報警, 最大限度減小事故造成的影響, 保證供電系統的穩定運行。

可靠性、選擇性、靈敏性與速動性是繼電保護的四大要素。 可靠性要求無事故時不誤動, 發生事故時不拒動。 選擇性可減少停電範圍。 靈敏性是繼電保護對事故的反應能力, 它用靈敏係數來表示,

靈敏係數必須符合規範要求, 靈敏係數等於最小運行方式下的事故電流除以繼電保護動作電流。 速動性要求儘快地切除事故, 必要時可無選擇性動作, 再用自動重合閘或備用電源自動投入來減小停電範圍。

熔斷器(保險絲)是最早出現, 至今仍然在使用的繼電保護裝置, 220/380 V低壓配電系統除採用熔斷器外, 低壓斷路器由於其保護及附加功能的擴大, 得到廣泛的應用。

中高壓配電系統採用具有斷合功能的斷路器, 發生短路事故與異常運行時, 需要由繼電保護動作去斷開斷路器來切除或報警。

供電系統發生事故後電流、電壓與頻率等參數就要發生變化, 繼電保護就根據採集到電流、電壓與頻率等參數變化來動作。

頻率變化超過規定值後, 由自動低頻減載與解列動作來保證供電系統的穩定運行。 電流與電壓變化超過規定值後, 繼電保護就要動作將事故切除。 有備用電源時, 當主供電源斷電後, 通過備用電源自動投入裝置將備用電源自動投入, 幫助繼續供電。

供電系統繼電保護按照保護物件分為:發電機、變壓器、線路、電動機、電容器、電抗器與母線保護等。 按照保護性質分為:電流、電壓、電流與電壓、距離、差動保護與非電量保護。

常規繼電保護由各種電流、電壓及信號繼電器組成包括測量、保護、控制與信號的二次電路。 保護繼電器根據採集到電流、電壓等參數, 與保護整定值比較後跳開斷路器將事故切除。

變電站綜合自動化系統(微機保護)由模擬量輸入(測量回路),

開關量輸出(保護與控制回路)與開關量輸入(信號回路)組成二次電路。 由模擬量輸入(測量回路)通過交流採樣直接採集到電流、電壓等參數(測量回路)後, 由軟體進行各種保護處理, 當電流、電壓或時間超過變化整定值時, 由開關量輸出(保護與控制回路)發出跳閘命令將事故切除。

由此可見常規繼電保護與變電站綜合自動化系統(微機保護), 二次電路設計有著非常大的差別, 常規繼電保護需要根據保護功能要求來選擇各種保護繼電器, 二次電路設計就比較複雜, 工作量也大。

變電站綜合自動化系統(微機保護)的保護功能由軟體來實現, 只要根據保護功能要求設計好模擬量輸入(測量回路)、開關量輸出(保護與控制回路)與開關量輸入(信號回路)就可以了, 不用設計各種保護繼電器,二次電路設計相對比較簡單。

數位化變電站是變電站繼電保護的最新技術。傳統的電流與電壓互感器被電子或光電式電流與電壓互感器所代替,二次側輸出的不再是AC0~5A與AC0~100V類比量信號,而是根據IEC61850規約定義的數位量信號。斷路器的合分閘與位置信號完全由智慧化裝置根據IEC61850規約定義輸出數位量信號。數位化變電站的二次二次電路發生了本質性變革,設計更為簡單。

2 相間短路保護

相間短路保護由主保護來完成。主保護有電流與電壓保護,分別根據發生事故後的電流與電壓同保護整定值中設定的動作值進行比較來發出跳閘命令進行事故跳,完成繼電保護。國外電流保護分為若干段,而且有保護選擇性連鎖。國內把電流保護分為速斷、過電流與過負荷保護,通常稱為三段式保護,實際上速斷還分為不帶延時與帶延時電流保護。國內外基本上是相同的。

電壓保護分為過電壓、低電壓與失壓保護。過電壓與低電壓用於發電機、高壓電動機、高壓電力電容器與電力變壓器中性點保護。失壓保護主要用於備用電源自投與不允許自起動的高壓電動機。

隨著電力系統的不斷發展,電流與電壓保護就開始滿足不了要求。就出現了複合電壓電流保護、低電壓起動過電流保護與電流電壓聯鎖速斷保護,方向保護、距離保護、縱差動保護、橫差動保護與高頻保護等。工業與民用建築變電站一般為終端站,複合電壓電流保護、電流電壓聯鎖速斷保護、距離保護、方向保護、橫差動保護與高頻保護等遇到的非常少。

事故電流受電力系統運行方式的影響非常大,在繼電保護的電流速斷保護整定時涉及到電力系統最大運行方式與最小運行方式。電力系統最大運行方式下,下一級保護安裝處的三相短路電流乘以可靠係數作為本保護的電流速斷保護動作電流,然後再用電力系統最下運行方式下的兩相短路電流除以電流速斷保護動作電流作為靈敏係數進行校驗,靈敏係數必須符合規範要求。

但電力系統主要發電機、變壓器或線路檢修或發生事故,運行方式就要發生變化,短路電流就會減小,靈敏係數就降低,保護範圍就要縮小,甚至消失,這是非常危險的。有計劃的正常檢修,可以根據運行方式的變化,人為的改變電流速斷保護整定值。當發生事故時引起運行方式變化時,目前無法自動改變電流速斷保護整定值。就需要採用複合電壓電流保護、低電壓起動電流保護與電流電壓聯鎖速斷保護,方向保護、距離保護、縱差動保護、橫差動保護與高頻保護等,來克服運行方式發生變化對繼電保護的影響,以保證繼電保護動作的可靠性與選擇性。

電力系統正常運行時母線電壓不會低於規定值,一般為額定電壓的10~15%。發生事故時母線電壓會降低很多,短路不對稱時,還會產生很大的負序電壓。複合電壓電流保護就是軟體以邏輯或的關係判負序電壓與低電壓,然後在以邏輯與判電流,最後進行保護動作。此時電流速斷保護電流整定值就可以適當減小,從而提高靈敏係數,或增加保護範圍。

當有電動機負荷時,受電動機起動電流的影響,有時就需要採用低電壓起動的過電流保護。當過電流是由於電動機起動原因引起時,母線電壓一般不會下降太多,就不起動過電流保護。當過電流是由於事故原因引起時,母線電壓一般會下降很多,此時再起動過電流保護。低電壓起動過電流保護有時稱為低電壓閉鎖電流保護。

電力系統最大運行方式下,因為短路電流最大,電流保護範圍最大,由於電壓降小,而低電壓保護範圍反而最小。在電力系統最小運行方式下,因為短路電流最小,電流保護範圍最小,由於電壓降大,而低電壓保護範圍反而最大。採用電流電壓聯鎖速斷保護後,按照主要運行方式下電流與電壓保護具有相同的保護範圍來整定。在運行方式為最大與最小時,保護實際動作範圍按照電流與電壓最小保護範圍來動作,所以不會誤動作,可以在主要運行方式下達到提高靈敏係數,或增加保護範圍的目的。

對於有兩個以上電源的電力系統,雙側電源流過保護裝置的電流隨著電流的方向不同而變化,因此就採用方向保護。根據短路電流方向不同而設置兩套不同的電流速斷保護整定值。環網式供電在閉環運行時,也需要裝設帶方向的電流保護。

對於線路保護,當電流電壓保護滿足不了選擇性、靈敏性與速動性要求時,可採用距離保護。常規保護採用阻抗繼電器,按照正序阻抗來整定。電力系統正常運行時母線電壓不會低於規定值,一般為額定電壓的10~15%。發生事故時母線電壓會降低很多,可以根據發生事故時母線電壓與流向事故點的電流計算出阻抗來進行保護,阻抗反應了距離,所以稱為距離保護。阻抗計算只與發生事故時母線電壓與流向事故點的電流有關,與電力系統運行方式無關。變電站綜合自動化系統(微機保護)由軟體來進行阻抗計算,不再需要阻抗繼電器。變電站綜合自動化系統(微機保護)軟體有記憶功能,可以採用記憶的事故發生前一個周波的電壓作為方向判拒。

縱差動保護主要用於變壓器、高壓電動機、發電機保護。對於1~2 k m (3~4 k m)的短距離線路,靈敏係數不能滿足要求時,也可採用線路縱差動保護。環網式供電在閉環運行時,也可採用線路縱差動保護。

橫差動保護主要用於發電機,星星聯結的高壓電力電容器等保護。

高頻保護主要用於高壓遠距離輸電線路。

發電機保護與母線保護工業與民用建築電氣設計中遇到的比較少。

高壓電動機保護與高壓電力電容器保護工業建築電氣設計中經常遇到,除上述電流與電壓保護外,可以根據所選用的變電站綜合自動化系統(微機保護)產品功能,在調試時進行設置。

3 單相接地保護

單相接地保護決定於電源中性點的接地方式。110 kV及以上電壓等級的電源中性點接地系統,單相接地保護採用帶方向或不帶方向的階段式零序電流保護。不能滿足要求時,可裝設接地距離保護,再採用零序電流保護作為後備保護。

電源中性點不接地的供電系統發生單相接地時,因為短路電流沒有回路流通,只有三相對地不平衡電容電流,稱為單相接地故障。此時採用單相接地故障檢測進行保護,動作於報警或跳閘。通常採用小電流接地選線裝置。現在許多變電站綜合自動化(微機保護)裝置也具有單相接地故障檢測功能,動作於報警或跳閘。

電源中性點不接地的供電系統發生單相接地後,接地相對地電壓為零,不接地兩相對地電壓升高為線電壓,就可以通過零序電壓進行報警,全系統的其他兩相對地電容電流的向量和,由接地點,經過接地故障回路流回電源,此對地電容電流等於全系統單相對地電容電流的3倍。根據零序電壓以及對地電容電流的大小與方向,就可以對發生單相接地的回路進行保護,動作於報警或跳閘。

我國10 kV、35 kV與63 kV 目前還為電源中性點不接地的供電系統。在單相接地電容電流不大的供電系統中,發生發生單相接地後可以只報警不跳閘。當單相接地電容電流大於10A時就需要報警並跳閘。現在城市電網發展很快,所以在一些大城市供電部門要求報警並跳閘。由於全系統單相對地電容電流精確計算很困難,單相接地保護整定就比較困難,誤動與拒動經常發生。目前我國10 kV供電系統,還不能夠改為電源中性點直接接地的供電系統。有些地區供電部門已經要求10 kV供電系統,採用電源中性點經過串聯電阻接地的供電系統。此時單相接地保護就可以按照零序過電流保護來整定。可以不計算單相接地電流,按照三相不平衡電流不大於25%來整定,整定值比較準確,動作可靠性就有了保證。無法安裝零序電流互感器時,可以從三相電流互感器二次側中性線取得零序電流的濾序器方案。

4 採用變電站綜合自動化系統(微機保護)後幾個需要思考的問題:

1)目前變電站綜合自動化系統(微機保護)基本上是在原有常規繼電保護基礎上發展起來的。由於受到設計規範與傳統概念的限制,電腦軟體與網路功能沒有得到充分利用。數位化變電站與IEC61850的推廣,可能會給電腦軟體與網路功能的發揮帶來機遇,應引起開發與使用者重視。

2)保護選擇性聯鎖技術

保護選擇性聯鎖技術在國外已經得到應用。保護選擇性聯鎖是由下一級保護動作時,立即發出信號給上一級保護;上一級保護受到下一級保護發來的信號後,起動延時作為後備;上一級保護受不到下一級保護發來的信號時,不起動延時主保護動作。

由此可見保護選擇性聯鎖技術在不影響保護選擇性配合的情況下,可以適當減小保護級間配合時間,有效防止越級跳閘。可以通過電腦I/O介面傳輸保護選擇性聯鎖信號,也可以通過電腦網路來傳輸保護選擇性聯鎖信號。

3)現在變電站綜合自動化系統(微機保護)的備用電源自投,採用電腦I/O介面在兩路電源進線與母聯斷路器之間傳輸備自投信號,二次電路比較複雜而又不統一,不利於二次電路設計與維護。如果利用電腦網路來傳輸備自投信號,二次電路可由通信代替,有利於二次電路設計與維護。

4)單相接地保護

如果利用電腦網路將各變電站綜合自動化裝置(微機保護)的零序電流,傳輸到變電站綜合自動化系統(微機保護)的電壓互感器測控裝置。就可以由變電站綜合自動化系統(微機保護)的電壓互感器測控裝置來實現小電流接地選線,通過軟體計算就可以實現無定值判斷。

5)利用軟體判斷合閘來躲過勵磁湧流與起動電流

變壓器勵磁湧流可以通過二次諧波制動或尖端角來躲過,但目前只用於變壓器差動保護。電動機起動電流目前只從保護延時來躲過。採用變電站綜合自動化裝置(微機保護)後,完全可以通過軟體判斷合閘來來躲過勵磁湧流與起動電流的影響,提高保護的靈敏係數。

電力電容器與輸電線路合閘時都回出現充電電流,如果利用軟體判斷合閘來躲過勵磁湧流與起動電流可行,也可以用於躲過電力電容器與輸電線路合閘時充電電流對保護的影響。

6)通過軟體判二次側電流來躲過外部短路對差動保護的影響

差動保護還要考慮外部短路以及電流互感器帶來的不平衡電流影響。可以通過軟體判二次側電流來躲過外部短路對差動保護的影響。二次側電流為零時,為空載運行,可以按照變壓器空載電流乘以可靠係數整定出差動保護動作電流,然後隨著二次側電流的增加再按照比率係數增加,二次側電流接近於變壓器額定電流時,為第一個拐點,比率係數在擴大。

7)數位化變電站

數位化變電站技術出現後,在保護處理與原理上目前還沒有大的變化,仍然分為過程層、間隔層與站控層,採用智慧化測量與控制裝置,在資料獲取與控制上會發生了大的變化,二次地區內陸設計更為簡化,應該用於戶外變電站。

對於採用開關櫃等成套設備,變電站綜合自動化裝置(微機保護)分散安裝於開關櫃上的戶內變電站,電流互感器、斷路器與變電站綜合自動化裝置(微機保護)之間的距離只有幾米遠。有些使用者變電站不與電力系統調度聯網,有些使用者變電站甚至無電腦系統,因此使用者變電站是否需要採用數位化變電站與IEC61850通信規約,需要大家展開討論。

不用設計各種保護繼電器,二次電路設計相對比較簡單。

數位化變電站是變電站繼電保護的最新技術。傳統的電流與電壓互感器被電子或光電式電流與電壓互感器所代替,二次側輸出的不再是AC0~5A與AC0~100V類比量信號,而是根據IEC61850規約定義的數位量信號。斷路器的合分閘與位置信號完全由智慧化裝置根據IEC61850規約定義輸出數位量信號。數位化變電站的二次二次電路發生了本質性變革,設計更為簡單。

2 相間短路保護

相間短路保護由主保護來完成。主保護有電流與電壓保護,分別根據發生事故後的電流與電壓同保護整定值中設定的動作值進行比較來發出跳閘命令進行事故跳,完成繼電保護。國外電流保護分為若干段,而且有保護選擇性連鎖。國內把電流保護分為速斷、過電流與過負荷保護,通常稱為三段式保護,實際上速斷還分為不帶延時與帶延時電流保護。國內外基本上是相同的。

電壓保護分為過電壓、低電壓與失壓保護。過電壓與低電壓用於發電機、高壓電動機、高壓電力電容器與電力變壓器中性點保護。失壓保護主要用於備用電源自投與不允許自起動的高壓電動機。

隨著電力系統的不斷發展,電流與電壓保護就開始滿足不了要求。就出現了複合電壓電流保護、低電壓起動過電流保護與電流電壓聯鎖速斷保護,方向保護、距離保護、縱差動保護、橫差動保護與高頻保護等。工業與民用建築變電站一般為終端站,複合電壓電流保護、電流電壓聯鎖速斷保護、距離保護、方向保護、橫差動保護與高頻保護等遇到的非常少。

事故電流受電力系統運行方式的影響非常大,在繼電保護的電流速斷保護整定時涉及到電力系統最大運行方式與最小運行方式。電力系統最大運行方式下,下一級保護安裝處的三相短路電流乘以可靠係數作為本保護的電流速斷保護動作電流,然後再用電力系統最下運行方式下的兩相短路電流除以電流速斷保護動作電流作為靈敏係數進行校驗,靈敏係數必須符合規範要求。

但電力系統主要發電機、變壓器或線路檢修或發生事故,運行方式就要發生變化,短路電流就會減小,靈敏係數就降低,保護範圍就要縮小,甚至消失,這是非常危險的。有計劃的正常檢修,可以根據運行方式的變化,人為的改變電流速斷保護整定值。當發生事故時引起運行方式變化時,目前無法自動改變電流速斷保護整定值。就需要採用複合電壓電流保護、低電壓起動電流保護與電流電壓聯鎖速斷保護,方向保護、距離保護、縱差動保護、橫差動保護與高頻保護等,來克服運行方式發生變化對繼電保護的影響,以保證繼電保護動作的可靠性與選擇性。

電力系統正常運行時母線電壓不會低於規定值,一般為額定電壓的10~15%。發生事故時母線電壓會降低很多,短路不對稱時,還會產生很大的負序電壓。複合電壓電流保護就是軟體以邏輯或的關係判負序電壓與低電壓,然後在以邏輯與判電流,最後進行保護動作。此時電流速斷保護電流整定值就可以適當減小,從而提高靈敏係數,或增加保護範圍。

當有電動機負荷時,受電動機起動電流的影響,有時就需要採用低電壓起動的過電流保護。當過電流是由於電動機起動原因引起時,母線電壓一般不會下降太多,就不起動過電流保護。當過電流是由於事故原因引起時,母線電壓一般會下降很多,此時再起動過電流保護。低電壓起動過電流保護有時稱為低電壓閉鎖電流保護。

電力系統最大運行方式下,因為短路電流最大,電流保護範圍最大,由於電壓降小,而低電壓保護範圍反而最小。在電力系統最小運行方式下,因為短路電流最小,電流保護範圍最小,由於電壓降大,而低電壓保護範圍反而最大。採用電流電壓聯鎖速斷保護後,按照主要運行方式下電流與電壓保護具有相同的保護範圍來整定。在運行方式為最大與最小時,保護實際動作範圍按照電流與電壓最小保護範圍來動作,所以不會誤動作,可以在主要運行方式下達到提高靈敏係數,或增加保護範圍的目的。

對於有兩個以上電源的電力系統,雙側電源流過保護裝置的電流隨著電流的方向不同而變化,因此就採用方向保護。根據短路電流方向不同而設置兩套不同的電流速斷保護整定值。環網式供電在閉環運行時,也需要裝設帶方向的電流保護。

對於線路保護,當電流電壓保護滿足不了選擇性、靈敏性與速動性要求時,可採用距離保護。常規保護採用阻抗繼電器,按照正序阻抗來整定。電力系統正常運行時母線電壓不會低於規定值,一般為額定電壓的10~15%。發生事故時母線電壓會降低很多,可以根據發生事故時母線電壓與流向事故點的電流計算出阻抗來進行保護,阻抗反應了距離,所以稱為距離保護。阻抗計算只與發生事故時母線電壓與流向事故點的電流有關,與電力系統運行方式無關。變電站綜合自動化系統(微機保護)由軟體來進行阻抗計算,不再需要阻抗繼電器。變電站綜合自動化系統(微機保護)軟體有記憶功能,可以採用記憶的事故發生前一個周波的電壓作為方向判拒。

縱差動保護主要用於變壓器、高壓電動機、發電機保護。對於1~2 k m (3~4 k m)的短距離線路,靈敏係數不能滿足要求時,也可採用線路縱差動保護。環網式供電在閉環運行時,也可採用線路縱差動保護。

橫差動保護主要用於發電機,星星聯結的高壓電力電容器等保護。

高頻保護主要用於高壓遠距離輸電線路。

發電機保護與母線保護工業與民用建築電氣設計中遇到的比較少。

高壓電動機保護與高壓電力電容器保護工業建築電氣設計中經常遇到,除上述電流與電壓保護外,可以根據所選用的變電站綜合自動化系統(微機保護)產品功能,在調試時進行設置。

3 單相接地保護

單相接地保護決定於電源中性點的接地方式。110 kV及以上電壓等級的電源中性點接地系統,單相接地保護採用帶方向或不帶方向的階段式零序電流保護。不能滿足要求時,可裝設接地距離保護,再採用零序電流保護作為後備保護。

電源中性點不接地的供電系統發生單相接地時,因為短路電流沒有回路流通,只有三相對地不平衡電容電流,稱為單相接地故障。此時採用單相接地故障檢測進行保護,動作於報警或跳閘。通常採用小電流接地選線裝置。現在許多變電站綜合自動化(微機保護)裝置也具有單相接地故障檢測功能,動作於報警或跳閘。

電源中性點不接地的供電系統發生單相接地後,接地相對地電壓為零,不接地兩相對地電壓升高為線電壓,就可以通過零序電壓進行報警,全系統的其他兩相對地電容電流的向量和,由接地點,經過接地故障回路流回電源,此對地電容電流等於全系統單相對地電容電流的3倍。根據零序電壓以及對地電容電流的大小與方向,就可以對發生單相接地的回路進行保護,動作於報警或跳閘。

我國10 kV、35 kV與63 kV 目前還為電源中性點不接地的供電系統。在單相接地電容電流不大的供電系統中,發生發生單相接地後可以只報警不跳閘。當單相接地電容電流大於10A時就需要報警並跳閘。現在城市電網發展很快,所以在一些大城市供電部門要求報警並跳閘。由於全系統單相對地電容電流精確計算很困難,單相接地保護整定就比較困難,誤動與拒動經常發生。目前我國10 kV供電系統,還不能夠改為電源中性點直接接地的供電系統。有些地區供電部門已經要求10 kV供電系統,採用電源中性點經過串聯電阻接地的供電系統。此時單相接地保護就可以按照零序過電流保護來整定。可以不計算單相接地電流,按照三相不平衡電流不大於25%來整定,整定值比較準確,動作可靠性就有了保證。無法安裝零序電流互感器時,可以從三相電流互感器二次側中性線取得零序電流的濾序器方案。

4 採用變電站綜合自動化系統(微機保護)後幾個需要思考的問題:

1)目前變電站綜合自動化系統(微機保護)基本上是在原有常規繼電保護基礎上發展起來的。由於受到設計規範與傳統概念的限制,電腦軟體與網路功能沒有得到充分利用。數位化變電站與IEC61850的推廣,可能會給電腦軟體與網路功能的發揮帶來機遇,應引起開發與使用者重視。

2)保護選擇性聯鎖技術

保護選擇性聯鎖技術在國外已經得到應用。保護選擇性聯鎖是由下一級保護動作時,立即發出信號給上一級保護;上一級保護受到下一級保護發來的信號後,起動延時作為後備;上一級保護受不到下一級保護發來的信號時,不起動延時主保護動作。

由此可見保護選擇性聯鎖技術在不影響保護選擇性配合的情況下,可以適當減小保護級間配合時間,有效防止越級跳閘。可以通過電腦I/O介面傳輸保護選擇性聯鎖信號,也可以通過電腦網路來傳輸保護選擇性聯鎖信號。

3)現在變電站綜合自動化系統(微機保護)的備用電源自投,採用電腦I/O介面在兩路電源進線與母聯斷路器之間傳輸備自投信號,二次電路比較複雜而又不統一,不利於二次電路設計與維護。如果利用電腦網路來傳輸備自投信號,二次電路可由通信代替,有利於二次電路設計與維護。

4)單相接地保護

如果利用電腦網路將各變電站綜合自動化裝置(微機保護)的零序電流,傳輸到變電站綜合自動化系統(微機保護)的電壓互感器測控裝置。就可以由變電站綜合自動化系統(微機保護)的電壓互感器測控裝置來實現小電流接地選線,通過軟體計算就可以實現無定值判斷。

5)利用軟體判斷合閘來躲過勵磁湧流與起動電流

變壓器勵磁湧流可以通過二次諧波制動或尖端角來躲過,但目前只用於變壓器差動保護。電動機起動電流目前只從保護延時來躲過。採用變電站綜合自動化裝置(微機保護)後,完全可以通過軟體判斷合閘來來躲過勵磁湧流與起動電流的影響,提高保護的靈敏係數。

電力電容器與輸電線路合閘時都回出現充電電流,如果利用軟體判斷合閘來躲過勵磁湧流與起動電流可行,也可以用於躲過電力電容器與輸電線路合閘時充電電流對保護的影響。

6)通過軟體判二次側電流來躲過外部短路對差動保護的影響

差動保護還要考慮外部短路以及電流互感器帶來的不平衡電流影響。可以通過軟體判二次側電流來躲過外部短路對差動保護的影響。二次側電流為零時,為空載運行,可以按照變壓器空載電流乘以可靠係數整定出差動保護動作電流,然後隨著二次側電流的增加再按照比率係數增加,二次側電流接近於變壓器額定電流時,為第一個拐點,比率係數在擴大。

7)數位化變電站

數位化變電站技術出現後,在保護處理與原理上目前還沒有大的變化,仍然分為過程層、間隔層與站控層,採用智慧化測量與控制裝置,在資料獲取與控制上會發生了大的變化,二次地區內陸設計更為簡化,應該用於戶外變電站。

對於採用開關櫃等成套設備,變電站綜合自動化裝置(微機保護)分散安裝於開關櫃上的戶內變電站,電流互感器、斷路器與變電站綜合自動化裝置(微機保護)之間的距離只有幾米遠。有些使用者變電站不與電力系統調度聯網,有些使用者變電站甚至無電腦系統,因此使用者變電站是否需要採用數位化變電站與IEC61850通信規約,需要大家展開討論。

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