出口繼電器安全動(dòng)作功率分析

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1、第33卷第6期Vol.33No.62009年3月25日Mar.25,2009出口繼電器安全動(dòng)作功率分析孟恒信(山西電力科學(xué)研究院,山西省太原市030001)摘要:通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析比較,論證了引起誤動(dòng)時(shí)重要繼電保護(hù)出口繼電器及開(kāi)入光耦的干擾源性質(zhì);研究了重要出口繼電器及開(kāi)入光耦安全動(dòng)作功率與外接電纜長(zhǎng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系,結(jié)果表明,其安全動(dòng)作功率不僅與外接電纜長(zhǎng)度有關(guān),還與動(dòng)作時(shí)間有關(guān)。建議在保證安全動(dòng)作功率的前提下,在重要的開(kāi)入光耦邏輯中增加不小于2ms的動(dòng)作延時(shí),更換動(dòng)作時(shí)間小于2ms的快速中間繼電器,進(jìn)一步提高保護(hù)設(shè)備的安全工作性能。關(guān)鍵詞:

2、繼電保護(hù);抗干擾;出口繼電器;光耦中圖分類號(hào):TM7740引言電纜,當(dāng)?shù)堕l帶電進(jìn)行分閘操作時(shí),在控制室電纜芯線上測(cè)到的電壓干擾波形。其中,W1,W2錄波通近年來(lái),隨著微機(jī)保護(hù)及集成型斷路器操作箱[6][7]道分別為屏蔽層在控制室單端接地和雙端接地的廣泛應(yīng)用,變電站保護(hù)和控制設(shè)備的小型化、智能情況下的干擾波,W3錄波通道為直流系統(tǒng)負(fù)極的化及自動(dòng)化水平大大提高,由于某些二次設(shè)備制造干擾電壓波。圖1(b)為最后一個(gè)波形的放大圖。廠家在設(shè)計(jì)設(shè)備的小型化同時(shí),對(duì)出口繼電器和開(kāi)入光耦的安全動(dòng)作功率重視不夠,驅(qū)動(dòng)功率普遍較小。當(dāng)這些出口繼電器或開(kāi)入光耦外接電纜

3、較長(zhǎng)、分布電容不能忽略時(shí),常在系統(tǒng)有較大擾動(dòng)時(shí)引起[122]誤動(dòng),造成電網(wǎng)事故。為此《,國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》中提出“經(jīng)長(zhǎng)電纜跳閘回路,宜采取增加出口繼電器動(dòng)作功率等措施,防止誤動(dòng)”。眾所周知,增加動(dòng)作功率勢(shì)必要增加設(shè)備的體積和功耗,并不是越大越好。因此,繼電器和光耦的最小安全動(dòng)作功率成了抗干擾措施的重要參數(shù)。2007年現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和分析了各種干擾源的干擾水平和性質(zhì),并通過(guò)實(shí)測(cè)控制電纜的分布電容參數(shù),較詳細(xì)地研究了安全動(dòng)作功率與可接電纜長(zhǎng)度的關(guān)系,得到了相對(duì)量化的繼電保護(hù)出口繼電器及開(kāi)入光耦安全動(dòng)作功率。1變電站干擾水平測(cè)試與分析[3

4、25]1)開(kāi)關(guān)場(chǎng)操作空間電磁干擾開(kāi)關(guān)場(chǎng)刀閘帶電操作是一種很強(qiáng)的干擾源,它圖1開(kāi)關(guān)場(chǎng)刀閘操作帶電操作錄波圖的干擾電壓瞬間幅值可達(dá)到2kV～3kV,干擾波可Fig.1Wave2recordchartofchargedoperation以通過(guò)母線輻射和耦合進(jìn)入控制電纜芯線對(duì)保護(hù)及switchyardswitchoperation二次設(shè)備造成干擾。2007年11月至12月2次實(shí)從圖1可以看出,干擾電壓波為脈沖型,單個(gè)脈測(cè)了大量干擾波形,其中一次如圖1所示。測(cè)試條沖持續(xù)時(shí)間約6.5μs。測(cè)試電纜型號(hào)為KVVP24件為在一個(gè)運(yùn)行的500kV開(kāi)關(guān)場(chǎng),順著待操作

5、的2×4mm型聚氯乙烯護(hù)套銅帶屏蔽電纜,測(cè)試結(jié)論刀閘和母線并排鋪設(shè)的2根300m相同型號(hào)的控制為:刀閘帶電操作干擾源為不連續(xù)的脈沖型干擾波,每一脈沖的持續(xù)時(shí)間較短,不會(huì)引起出口繼電器及收稿日期:2008208231;修回日期:2008212206?！?04—·工程應(yīng)用·孟恒信出口繼電器安全動(dòng)作功率分析開(kāi)入光耦誤動(dòng)。對(duì)聚氯乙烯護(hù)套銅帶屏蔽電纜屏蔽2出口繼電器及開(kāi)入光耦安全動(dòng)作功率[8]層在控制室單端接地和雙端接地2種情況下引入對(duì)于上述幾種干擾源,地網(wǎng)接地電阻不好情況控制室的干擾電壓水平差不多。下系統(tǒng)接地故障時(shí)的工頻干擾應(yīng)嚴(yán)格按反措要求,2)斷開(kāi)直流

6、回路電感線圈對(duì)直流系統(tǒng)的干擾在變電站及控制室之間鋪設(shè)銅地網(wǎng),減少系統(tǒng)接地?cái)嚅_(kāi)直流回路電感線圈可能直接對(duì)同一直流系故障時(shí)的地電位差,應(yīng)能有效地防止誤動(dòng)。但對(duì)于統(tǒng)的二次設(shè)備造成干擾。為此,實(shí)測(cè)了4次不同直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地或交流電誤串入直流系統(tǒng)的干擾500kV斷路器分合閘時(shí)直流操作電源回路的電壓則并不那么簡(jiǎn)單,有必要進(jìn)行較深入的分析研究。干擾波,其中最高干擾電壓為100V左右,干擾電壓2.1直流一點(diǎn)接地時(shí)的安全動(dòng)作功率波形類似于開(kāi)關(guān)場(chǎng)刀閘帶電操作(波形圖略),也是直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地最嚴(yán)重的情況是直流系統(tǒng)負(fù)脈沖型式,脈沖持續(xù)時(shí)間為微秒級(jí),但干擾電壓幅值極經(jīng)一

7、定的阻抗負(fù)接地后,再由繼電器動(dòng)作變?yōu)檎鄬?duì)較低,不會(huì)引起出口繼電器及開(kāi)入光耦誤動(dòng)。接地,如圖2所示,在K點(diǎn)經(jīng)阻抗(J2)負(fù)接地的情[9]3)雷電干擾況下,外部啟動(dòng)繼電器T動(dòng)作,直流系統(tǒng)將由負(fù)接研究表明,雷電干擾有類似于開(kāi)關(guān)場(chǎng)刀閘操作地瞬間轉(zhuǎn)為正接地,若J2阻抗較小,由于控制電纜通過(guò)開(kāi)關(guān)場(chǎng)的空間電磁干擾進(jìn)入保護(hù)設(shè)備的一面,的等效電容C兩端電壓不能突變,在執(zhí)行元件J1上還有通過(guò)兩端接地的屏蔽層對(duì)芯線造成干擾的一將瞬間產(chǎn)生接近220V的干擾電壓。面。由于雷電波的干擾頻率較刀閘操作低,一旦受到干擾,不太容易防止。因此,反措要求二次設(shè)備的開(kāi)關(guān)接地點(diǎn)要遠(yuǎn)離避

8、雷器等一次設(shè)備的接地點(diǎn)。另外,文獻(xiàn)[1]指出電纜屏蔽層在開(kāi)關(guān)場(chǎng)經(jīng)高阻接地及在控制室直接接地的屏蔽層接地方案有利于減少這種干擾。筆者認(rèn)為有