繼電保護(hù)中易被忽視的問(wèn)題

繼電保護(hù)中易被忽視的問(wèn)題

1線路中勵(lì)磁涌流問(wèn)題

勵(lì)磁涌流是由亍變壓器空載投運(yùn)時(shí)，鐵芯中的磁通不能突變，出

現(xiàn)非周期分量磁通，使變壓器鐵芯飽和，勵(lì)磁電流急劇增大而產(chǎn)生的。

變壓器勵(lì)磁涌流最大值，可以達(dá)到變壓器額定電流的6?8倍，并且

跟變壓器的容量大小有關(guān)，變壓器容量越小，勵(lì)磁涌流倍數(shù)越大。勵(lì)

磁涌流存在很大的非周期分量，并以一定時(shí)間系數(shù)衰減，衰減的時(shí)間

常數(shù)同樣與變壓器容量大小有關(guān)，容量越大，時(shí)間常數(shù)越大，涌流存

在時(shí)間越長(zhǎng)。10kV線路裝有大量的配電變壓器，在線路投入時(shí)，這

些配電變壓器是掛在線路上，在合閘瞬間，各變壓器所產(chǎn)生的勵(lì)磁涌

流在線路上互相迭加、來(lái)回反射，產(chǎn)生了一個(gè)復(fù)雜的電磁暫態(tài)過(guò)程，

在系統(tǒng)阻抗較小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大的涌流，時(shí)間常數(shù)也較大。二段式電

流保護(hù)中的電流速斷保護(hù)，由于要兼顧靈敏度，動(dòng)作電流值往往取得

較小，特別在長(zhǎng)線路或系統(tǒng)阻抗大時(shí)更顯然。勵(lì)磁涌流值可能會(huì)大于

裝置整定值，使保護(hù)誤動(dòng)。這種狀況在線路變壓器個(gè)數(shù)少、容量小以

及系統(tǒng)阻抗大時(shí)并不特別，因此容易被忽視，但當(dāng)線路變壓器個(gè)數(shù)及

容量增大后，就可能出現(xiàn)。貴陽(yáng)市北供電局就曾經(jīng)在變電所增容后出

現(xiàn)10kV線路由于涌流而無(wú)法正常投入的訶題。

勵(lì)磁涌流有一顯然的特征，就是它含有大量的二次諧波，在主變

壓器主保護(hù)中就利月這個(gè)特性，來(lái)防止勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作，但

如果用在10kV線路保護(hù)，必須對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行改造，會(huì)大大增加裝

置的復(fù)雜性，因此有用性很差。勵(lì)磁涌流的另一特征就是它的大小隨

時(shí)間而衰減，一開(kāi)始涌流很大，一段時(shí)間后涌流衰減為零，流過(guò)保護(hù)

裝置的電流為線路負(fù)荷電流，利用涌流這個(gè)特點(diǎn)，在電流速斷俁護(hù)加

入一短時(shí)間延時(shí)，就可以防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)作，這種方法最大

優(yōu)點(diǎn)是不用改造保護(hù)裝置（或只作簡(jiǎn)單改造），雖然會(huì)增加故障時(shí)間，

但關(guān)于像10kV這種對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響較小之處還是適用。為了保

證可靠地躲過(guò)勵(lì)磁涌流，保護(hù)裝置中加速回路同樣要加入延時(shí)。通過(guò)

幾年的摸索，在10kV線路電流速斷保護(hù)及加速回路中加入了0.15-

0.2s的時(shí)限，就近幾年運(yùn)行來(lái)看，運(yùn)行安全，并能很好的避免由于

線路中勵(lì)磁涌流造成保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

2TA飽和問(wèn)題

lOkV線路出口處短路電流一般都較小，特別是農(nóng)網(wǎng)中的變電所,

往往遠(yuǎn)離電源，系統(tǒng)阻抗較大。關(guān)于同一線路，出口處短路電流大小

會(huì)隨著系統(tǒng)規(guī)模及運(yùn)行方式不同而不同。隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)展，

lOkV系統(tǒng)短路電流會(huì)隨著變大，可以達(dá)到TA一次額定電流的幾百倍,

系統(tǒng)中原有一些能E常運(yùn)行的變比小的TA就可能飽和；另一方面，

短路故障是一個(gè)暫杰過(guò)程，短路電流中含大量非周期分量，又進(jìn)一步

加速TA飽和。在lOkV線路短路時(shí)，由于TA飽和，感應(yīng)到二次側(cè)的

電流會(huì)很小或接近二零，使保護(hù)裝置拒動(dòng)，故障由母聯(lián)斷路器或主變

壓器后備保護(hù)切除，不但延長(zhǎng)了故障時(shí)間，會(huì)使故障范圍擴(kuò)展，影響

供電可靠性，而且嚴(yán)重威脅運(yùn)行設(shè)備的安全。

TA飽和，其實(shí)就是TA鐵芯中磁通飽和，而磁通密度與感應(yīng)電勢(shì)

成正比，因此，如果TA二次負(fù)載阻抗大，在同樣電流狀況下，二次

回路感應(yīng)電勢(shì)就大，或在同樣的負(fù)載阻抗下，二次電流越大，感應(yīng)電

勢(shì)就越大，這兩種狀況都會(huì)使鐵芯中磁通密度大，磁通密度大到一定

路電流等于系統(tǒng)短路電流，可達(dá)十幾千安，低壓側(cè)出口短路電流也較

大。一直對(duì)所用變壓器保護(hù)的可靠性重視不夠，這將對(duì)所用變壓器直

至整個(gè)10kV系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成很大的威脅。傳統(tǒng)的所用變壓器保

護(hù)使用熔斷器保護(hù)，其安全可靠性還是比較高，但隨著系統(tǒng)短路容量

的增大，以及綜合自動(dòng)化的要求提升，這種方式已逐漸滿足不了要求。

現(xiàn)在新建或改造的變電所，特別是綜合自動(dòng)化所，大多配置所用變壓

器開(kāi)關(guān)柜，保護(hù)配置也跟10kV線路相似，而往往忽視了保護(hù)月的TA

飽和問(wèn)題。由于所用變壓器容量小，一次額定電流很小，保護(hù)計(jì)量共

用TA,為保證計(jì)量的準(zhǔn)確性，制定時(shí)TA很小，有的地方甚至選擇10/5。

這樣一來(lái)，當(dāng)所用變壓器故障時(shí)，TA將嚴(yán)重飽和，感應(yīng)到二次回路

電流幾乎為零，使所用變壓器保護(hù)裝置拒動(dòng)。如果是高壓側(cè)故障，短

路電流足以使母聯(lián)保護(hù)或主變壓器后備保護(hù)動(dòng)作而斷開(kāi)故障，如果是

低壓側(cè)故障，短路電流可能達(dá)不到母聯(lián)保護(hù)或主變壓器后備保護(hù)的啟

動(dòng)值，使得故障無(wú)法及時(shí)切除，最終燒毀所用變壓器，嚴(yán)重影響變壓

器的安全運(yùn)行。

解決所用變壓器保護(hù)拒動(dòng)問(wèn)題，應(yīng)從合理配置保護(hù)入手，其TA

的選擇要合計(jì)所用變壓器故障時(shí)飽和問(wèn)題，同時(shí)，計(jì)量用的TA一定

要跟保護(hù)用的TA分開(kāi)，保護(hù)用的TA裝在高壓側(cè)，以保證對(duì)所用變壓

器的保護(hù)，計(jì)量用TA裝在所用變壓器的低壓側(cè)，以提升計(jì)量精度。

在定值整定方面，電流速斷保護(hù)可按所用變壓器低壓出口短路進(jìn)行整

定，過(guò)負(fù)荷保護(hù)按所用變壓器容量整定。

4配電變壓器保護(hù)

10kV配電變壓器的保護(hù)配置主要有斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)或負(fù)荷開(kāi)

關(guān)加熔斷器等。負(fù)荷開(kāi)關(guān)投資省，但不能開(kāi)斷短路電流，很少采納；

斷路器技術(shù)性能好，但設(shè)備投資較高，使用復(fù)雜，廣泛應(yīng)用不現(xiàn)實(shí)；

負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器組合的保護(hù)配置方式，既可避免采納操作復(fù)雜、價(jià)

格昂貴的斷路器，彌補(bǔ)負(fù)荷開(kāi)關(guān)不能開(kāi)斷短路電流的缺點(diǎn)，又可滿足

實(shí)際運(yùn)行的需要，該配置可作為配電變壓器的保護(hù)方式。但關(guān)于容量

比較大的配電變壓器，配備有瓦斯繼電器，需要斷路器可與瓦斯繼電

器相配合，才能對(duì)變壓器進(jìn)行有效的保護(hù)，必要時(shí)還應(yīng)有零序保護(hù)，

這些問(wèn)題都是值得注意的問(wèn)題。

無(wú)論在10kV環(huán)網(wǎng)供電單元，還是在終端用戶高壓配電單元中，

采納負(fù)荷開(kāi)關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的保護(hù)配置，既可

提供額定負(fù)荷電流，又可斷開(kāi)短路電流，并具備開(kāi)合空載變壓器的性

能，能有效保護(hù)配電變壓器。為此，推舉采納負(fù)荷開(kāi)關(guān)加高遮斷容量

后備式限流熔斷器組合的配置，作為配電變壓器保護(hù)的保護(hù)方式。標(biāo)

準(zhǔn)GB14285《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，選擇配電變

壓器的保護(hù)設(shè)備時(shí)，當(dāng)容量等于或大于800kVA,應(yīng)選用帶繼電保護(hù)

裝置的斷路器。關(guān)亍這個(gè)規(guī)定，可以理解為基于以下兩方面的需要。

配電變壓器容量達(dá)到800kVA及以上時(shí)，過(guò)去大多使用油浸變壓

器，并配備有瓦斯繼電器，使用斷路器可與瓦斯繼電器相配合，從而

對(duì)變壓器進(jìn)行有效地保護(hù)。

關(guān)于裝置容量大于800kVA的用戶，因種種原因引起單相接地故

障導(dǎo)致零序保護(hù)動(dòng)作，從而使斷路器跳閘，分隔故障，不致于引起變

電所的饋線斷路器動(dòng)作，影響其他用戶的正常供電。標(biāo)準(zhǔn)還明確規(guī)定,

即使單臺(tái)變壓器未達(dá)到此容量，但如果用戶的配電變壓器的總?cè)萘窟_(dá)

到800kVA時(shí)，亦要符合此要求。

5線路保護(hù)

無(wú)論是城市內(nèi)配網(wǎng)線路，還是鄉(xiāng)村配網(wǎng)線路，都以10kV電壓等

級(jí)為主，但是10kV配電線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一致性差，如有的為用戶專(zhuān)

線，只帶1?2個(gè)用戶，類(lèi)似于輸電線路；有的呈放射狀，幾十臺(tái)變

壓器T接于同一條線路的各個(gè)分支上；有的線路短到幾百米，有的線

路長(zhǎng)到幾十千米；有的線路由35kV變電所出線，有的線路由UOkV

變電所出線；有的線路上的配電變壓器容量很小，最大不過(guò)lOOkVA,

有的線路上卻有幾二千伏安的變壓器。

10kV配電線路的保護(hù)，一般采納電流速斷、過(guò)電流及三相一次

重合閘構(gòu)成。特別線路結(jié)構(gòu)或特別負(fù)荷線路保護(hù)，不能滿足要求時(shí)，

可合計(jì)增加其它保護(hù)，如保護(hù)H