范文一：35kV线路短路故障继电保护动作行为分析

35kV线路短路故障继电保护动作行为分析

VoI_29No.5

Oct.2O10

河北电力技术

HE8EIELECTRICPOWER

第29卷第5期

2010年10月

35kV线路短路故障继电保护动作行为分析

AnalysisonRelayProtectionActionof35kVLineShortCircuitFault 郝松涛,王建杰,张敬平

(沧州供电公司,河北沧州061000)

捅要:介绍35kV线路短路故障发生经过及继电保护动作情

况,通过保护I,?动作报告分析和理论公式推导,证明主变

压器保护动作正确,并针对故障发生的原因提出防范措施.

关键词:短路;继电保护;差动电流

Abstract:Thispaperintroduces35kVlineshortcircuitfault coursesandrelayprotectionactioncircus,throughanalysis onprotectionIandIIactionreport,andtheoryformuladeri—

vation,testifiestheprotectionactionofmaintransformeris correct,andadvancesthecountermeasuresforthecausesof thefault.

Keywords:shortcircuit;relayprotection;differentialcurrent 中图分类号:TM77

文献标志码:B

文章编号:1001—9898(2010)05—0052—03

1故障概况及继电保护动作情况

2009年10月30日13时25分28秒,沧州某

110kV变电站35kV出线3323线路上u相接地 (接地点1),35kV系统U相接地后,V,w相对地 电压抬升为线电压,15时05分47秒,2号主变压器 35kVW相引线对地放电(接地点2),2号主变压 器2套保护差动动作跳开主变压器三侧断路器 (132,312,512),全站失压(此站目前只有1台主变 压器),此变电站主接线及故障电流流向如图1所: 示.该次故障的起因是,3323线路U相单相接地故 障,引起35kV系统V相和w相对地电压升高为 线电压,逼近一次设备的对地绝缘水平,最终导致2 号主变压器35kVW相引流线处(接地点2)对地放 电,形成短路故障.

2号主变压器2套保护均为北京四方CSC一 326FA(V1.33)保护装置,保护I差动采用的是谐 波闭锁原理,保护?差动采用的是模糊识别理论.2 套差动保护电流门槛定值均为0.9A,比率制动系 数均为0.5.短路故障发生后,保护工21msV相比 率差动动作,U,w相比率差动未动作;保护?2O ms比率差动动作,53mSW相比率差动动作,U相 比率差动未动作.

I一

.

黯

,t,:,3323/,

接地Il卜——一

图1变电站主接线及故障电流流向

2继电保护动作行为分析

2.1保护I动作报告分析

在故障发生后21ms时,由保护I动作报告(见

图2)可知:

图2保护I动作报告

a.V相差动电流约等于4A,根据北京四方公 司CSC326型主变压器保护装置说明书中差流计算 公式,可得高压侧短路电流约为6.9A.根据高压 侧TA变比600/5,知1i0kV侧短路电流约为830

05—24 收稿日期:2o10—

作者简介:郝松涛(1981一),男,助理工程师,主要从事变电站继电保护装置运行和

维护工作.

?

52?

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A,35kV短路电流约为2.6kA.

b.高压侧u相电流和w相电流大小相等,相 位相反,呈明显U,w相短路特征.

c.中压侧w相无故障电流.

d.U相比率差动未动作.

根据北京四方公司CSC一326型保护装置技术 说明书差动电流计算公式可得:

Hu一(Hu一|rHv)=6.9ei..:4.o r,

JMu—jMvU1nMTuM

一—万一…U1.n—nTUH

一?

蔫?0ejl8o.一?''一4?…

Iu0

u相差动电流和制动电流分别是:

Jdu=Hu+PMU+JtLU一0

:

告fJ一?一1I4.0l—o

式中:fHU为u相高压侧电流;IM为u相中压侧 电流;I'Lu为U相低压侧电流;I,,为V相高压侧电 流;j,,为V相中压侧电流;UM为中压侧额定电 压;U.H为中高压侧额定电压;uM为中压侧变比; 住un为高压侧变比;f甜u为U相差动电流;f为U 相制动电流;Im.x为所有侧中最大的相电流;?I为 其它侧(除最大相电流侧)相电流之和. 由于U相差动电流和制动电流都为0,即U相 动作点位于差动保护动作特性曲线(见图3)坐标系 原点,结合图3可知,U相差动在动作区外,U相差 动动作正确.

J一高压侧额定电流的二次值,文中J为1.75A; jd一差动门槛定值,文中Jcd为0.9A; KIo一比率制动系数,文中KID为0.5; Jd一速断定值,文中为14A

图3Csc一326保护装置差动保护动作特性曲线 e.V相比率差动动作.

根据北京四方公司CSC一326型保护装置技术 说明书差动电流计算公式可得:

IHv一(JHv—IHw)=一6.9...一4.oPj.. v=??.

JLvc0

V相差动电流和制动电流分别是:

dv===工Hv+Mv+Iv:4.0.. Id,,=告1I一?I.一专4.oej:2.0 根据V相差动电流为4A,V相制动电流为2 A,结合图3可知V相差动在动作区内,V相差动正 确动作.

f.W相比率差动未动作.

根据北京四方公司CSC一326型保护装置技术 说明书差动电流计算公式可得:

(6.9ej.--6.9ej0.) JHw=:=(JHw—IHU)一

=二:8.0..'

w=:=?

器?

:=:?

蔷?一4.010120.:=:?一:=?1.

Iw==:0

w相差动电流和制动电流分别是:

cdw=Hw+Mw+Iw:4.0eJ. Iz州一告If…一?fl

一

?I8.0ej一4.oPj..I一6.0

根据w相差动电流为4A,w相制动电流为6 A,结合图3知w相差动在动作区内,w相动作点 比较靠近制动区,受保护算法的影响,该点出口动作 需要较长时间.由图1可知,高压侧电流波形在故 障后期出线平顶,说明TA在故障后期出现了饱和, 产生了一定的二次谐波,闭锁了W相差动.并且在 故障后期W相二次谐波闭锁出现了变位,进一步说 明W相差动没有动作的原因是二次谐波闭锁.所 以w相差动不动作正确.

2.2保护?动作报告分析

保护?动作报告截图如图4所示,由图4知保 护?与保护工的区别是保护?w相差动动作.由 于保护?差动保护采用的是模糊识别理论,故障后 期出现的二次谐波不会影响w相差动动作,所以保 护?动作行为正确.

3防范措施

预防单相接地故障的发生,需要合理安排检修, 及时清除线路障碍,尽量缩短检修时间,提高检修质 ?

53?

0

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图4保护II动作报告

量.另外,在春,秋两季认真组织清除线路障碍,对 线路绝缘子进行擦拭维护,减少线路放电.可以采 用以下方法进行预防:定期对配电线路进行检查,注 意控制线路与周边事物的间距,拉线螺栓,固定螺丝 和电线的松紧度要合适,不允许出现松动,脱落的迹 象;各种配电设备例如避雷针,防断电熔丝等,要保 护其绝缘性,定期对配电设备进行检测,应选用质量 有保障的产品,对损坏的和不合格的产品应及时进 行更换;电网上的配电线路,也要提高其绝缘性. 节能技术之十四

本文责任编辑:王丽斌

汽轮机新蒸汽压力经济指标监督与控制

火电厂是二次能源生产单位,也是一次能源消 耗大户,每年煤耗占全国总煤耗量的60以上,降 低火电厂供电煤耗是我国节能减排的重要工作.供 电煤耗属于宏观经济指标,是火电厂运行经济性的 最终体现形式之一,其影响参数众多,且各参数对其 的影响是非线性的,因此电厂日常能耗指标管理中 多采用小指标考核方法,有针对性的对影响机组供 电煤耗的各项运行指标进行监督与控制.只要将各 项小指标控制在最佳范围内,即能实现全程经济性 的最优化,最大限度地降低供电煤耗.

问题提出:考核小指标的平均值(或是均方差), 然后再乘以偏离基准值后对煤耗的影响系数,是电厂 小指标常用的2种考核方法,其准确与否的关键在于 小指标基准值及影响系数的确定.在新蒸汽压力小 指标考核中,一方面由于机组普遍采用滑压运行方 式,基准值取设计值不合适,即便根据汽轮机厂家给 定的滑压曲线确定基准值,也是不妥当的.汽轮机厂 家给定滑压曲线时往往假定主,辅设备完全达到设计 值,且系统不存在内,外漏,这在机组正常运行时几乎 不可能达到.另一方面在确定影响系数时,当前工程 上普遍采用汽轮机厂家提供的参数修正曲线,完全不 考虑这一修正曲线的适用范围,也是不妥当的.小指 标不同的考核标准对于运行人员的引导作用是不一 样的,针对新蒸汽压力这一小指标的特殊性,科学制 定规则,对其进行监督与控制非常必要.

推荐方法:汽轮机新蒸汽压力经济指标监督与 控制的核心是基准值及影响系数的确定:在基准值

计算中,推荐采用基于可行压力的汽轮机新蒸汽压 力基准值确定方法,其方法基本思想认为汽轮机调 ?54?

节阀全开或部分调节阀全开时,机组运行最为经济. 通过调节级变工况计算,计算调节阀可能的开启组 合下,新蒸汽压力在不同负荷时的可行值,以实现对 试验工况的遴选,然后在所选择的有限工况点中分 别进行试验,以确定汽轮机新蒸汽压力基准值;在影 响系数计算中,推荐采用全微分分析方法,从汽轮机 的功率,吸热量方程出发,考虑回热系统抽汽对系统 做功的影响,对新蒸汽压力求全微分,以确定汽轮机 新蒸汽压力偏离基准值对能耗的影响系数. 应用实例:以某N300—16.7/537/537型亚临 界机组75额定负荷为例,汽轮机厂家设计的新蒸 汽压力基准值约为14.0MPa,试验确定的基准值约 为15.5MPa.若按照14.0MPa考核,必然会错误 的引导运行人员进行调整,达不到降低煤耗的作用. 同样负荷下,当运行指标偏离设计值0.5MPa时, 根据厂家提供的参数修正曲线,影响系数约为 0.0553,而根据全微分分析方法,影响系数约为 0.1008,两者相差近一倍,考核量化过于宽松,不 利于激发运行人员调整的积极性.

建议:汽轮机新蒸汽压力是发电厂重要的小指 标之一.由于汽轮机及其辅机,连接管道构成的汽 轮机"岛"的能耗水平一般高于设计值,按照厂家给 定的滑压曲线所确定的新蒸汽压力基准值往往偏 低,且工程上普遍采用参数修正曲线确定的影响系 数也仅仅适用于额定负荷或机组采用定压运行方 式,因此在汽轮机新蒸汽压力经济指标监督与控制

中必须审慎核定基准值及影响系数,特别是要避免

因考核基准偏差造成运行人员错误调整的现象.

撰稿:河北省电力研究院郭江龙

范文二：短路故障分析习题

1. 下图所示的电网中，f 点三相短路时，发电机端母线电压保持6.3kV 不变。r 1，x 1分别

为电抗器的电阻和电抗，r 1=0.042Ω，x 1=0.693Ω，r 2，x 2分别为电缆的电阻和电抗，r 2=0.463Ω, x 2=0.104Ω。若6.3kV 母线的三相电压为：

u a =6.3cos (

ωs t +α)u b =6.3cos (

ωs t +α-120 ) u c =6.3cos (ωs t +α+120 )

在空载情况下，f 点突然三相短路。设突然短路时α=30°，试计算： (1) 电缆中流过的短路电流交流分量幅值。 (2) 电缆中三相短路电流表达式。

(3) 三相中哪一相的瞬时电流最大，并计算其近似值。 (4) α为多少度时，a 相的最大瞬时电流即为冲击电流。

1

1 2 2

解：r 1, x 1分别为电抗器的电阻和电抗，r 1=0.042Ω

, x 1=

4=0.693Ω 100r 2, x 2分别为电缆的电阻和电抗，r 2=0.463Ω, x 2=0.104Ω 令r = r1+ r2=0.505Ω, x = x1+ x2=0.797Ω

令z =0.943Ω

?=arctan() =57.64

=9.45kA x r

(1)

三相短路电流交流分量的幅值为：I m =(2) 直流分量衰减时间常数为：T a =

L x /ω0.797===0.005s R r 314?0.505

由于短路前线路处于空载，则短路前瞬间线路电流为0，则每条电缆中三相短路电流的表达式为：

i a =I m cos (ωs t +α-?)+??0-I m cos (α-?)??e

-

t

T a t 0.005

t 0.005

=9.45cos (ωs t -27.64)-9.45cos (-27.64)e

-

i b =9.45cos (ωs t -147.64 )-9.45cos (-147.64 )e i c =9.45cos (ωs t -92.36)-9.45cos (92.36)e

-

-

t 0.005

(3) 直流分量值越大，短路电流瞬时值越大，且任意初相角下总有一相直流分量起始值最

大。由步骤(2)可知，cos(?27.64°)>cos(?147.64°)>cos(92.36°) ，a 相的直流分量最大，大约在短路发生半个周波之后，a 相电流瞬时值将到达最大值，即

i a =9.45cos (314?0.01-27.64)-9.45cos (-27.64)e

-0.01

0.005

=-9.5304kA

同理可以写出i b , ic ，并进行比较验证：

i b =9.45cos (314?0.01-147.64)-9.45cos (-147.64)e

-0.010.005

=9.0624kA

i c =9.45cos (314?0.01+92.36)-9.45cos (92.36)e

-

0.010.005

=0.4418kA

(4) 在短路前空载情况下，有步骤(2)所列的各相短路电流表达式可知：若初相角|α?φ|等于

0°或是180°时，a 相短路电流直流分量起始值达到最大，短路电流最大瞬时值也最大。由于φ=57.64°，则α=φ=57.64°或α=?180+φ=122.36°。 带入步骤(2) i a , i b , ic 的表达式中进行验证： i a (t =0.01s )=9.45cos (314?0.01+0)-9.45e

-0.01

0.005

=10.7286kA

-0.010.005

i b (t =0.01s )=9.45cos (314?0.01-120)-9.45cos (-120)e i c (t =0.01s )=9.45cos (314?0.01+120)-9.45cos (120)e

-

=5.3643kA

0.010.005

=5.3643kA

2. 一发电机、变压器组的高压侧断路器处于断开状态，发电机空载运行，其端电压为额定电压。试计算变压器高压侧突然三相短路后短路电流交流分量初始值I '' m 。

发电机：S N =200MW，U N =13.8kV，cos φN =0.9，x d =0.92，x ' d =0.32，x '' d =0.20 变压器：S N =240MVA ，220kV/13.8kV，U s(%)=13

解：取S B =100MVA ，U B1取为13.8kV ，则U B2=13.8?(220/13.8)=220kV

I B 1=I B 2=

==

=4.18kA

=0.26kA

2

S B U N 100

''*=x d ''?x d ?21=0.2?=0.09

S N 1U B 12002

U s %S B U N 100x T *=??22=0.13?=0.054167

100S N 2U B 2240

=1∠0 ，由于短路发生前发电机处于空载，

故设发电机端电压为U |0|

。

短路后短路电流交流分量初始值为：

；

发电机极端短路电流交流分量初始值为：6.93?4.1840kA ；

变压器高压侧短路电流交流分量初始值为：6.93?0.262.57kA 。

3. 下图示出系统中节点f 的b 、c 相各经阻抗Z f 后短路接地，试给出边界条件及复合序网。

a

b c

f

解： (1) 以相电压、相电流表示的边界条件：

I fa =0, u fb =Z f I fb , u fc =Z f I fc

(2) 以序分量表示的边界条件：

I fa =I fa(1)+I fa(2)+I fa(0)

(1) (2) (3)

u fb =Z f I b =α2u fa(1)+αu fa(2)+u fa(0)=Z f (α2I fa(1)+αI fa(2)+I fa(0)) u fc =Z f I c =αu fa(1)+α2u fa(2)+u fa(0)=Z f (αI fa(1)+α2I fa(2)+I fa(0))

对式(2)、(3)化简后得： 式(2)+式(3)得：

-u f (1)-u f (2)+2u f (0)=Z f (-I f (1)-I f (2)+2I f (0))

(4)

式(2)?式(3)得：

式(4)+式(5)得：

u fa(1)-u fa(2)=Z f (I fa(1)-I fa(2))

(5)

-u fa(2)+u fa(0)=Z f (-I fa(2)+I fa(0))

(6)

对式(5)、(6)进行整理得：

u fa(1)-Z f I fa(1)=u fa(2)-Z f I fa(2) u fa(2)-Z f I fa(2)=u fa(0)-Z f I fa(0)

(7) (8)

(3) 综合式(1)、(7)、(8)可知：系统的三个序网在故障点并联。如图所示：

u

4. 下图示出系统中节点f 处不对称的情形，若已知x f =1，u f(0)=1，由f 点看入系统的x ∑(1)=

x ∑(2)= x ∑(0)=1。系统内无中性点接地。试计算I

fa 、I fb 、I fc 。

c b a

解：由题意知：系统发生a 相金属性接地短路。于是，用相电压和相电流表示的边界条件为：

?U a =0

?

I =I =0c ?b

转化为序分量表示的边界条件为：

?U a 1+U a 2+U a 0=0

?

?I a 1=I a 2=I a 0

故系统的三个序网在故障点串联，如图所示：

u

'

系统的正序阻抗为：X ∑(1)=X ∑(1)//X f =0.5

' 系统的负序阻抗为：X ∑(2)=X ∑(1)//X f =0.5

由于从f 点看入系统时，除负荷点f 中性点接地，无其它中性点，则系统的零序

'

阻抗为:X ∑(0)=X f =1.0。

于是，a 相序电流为：

=I =I =I fa(1)fa(2)fa(0)

u f (0)

j X

'

∑(1)

+X

' ∑(2)

+X

' ∑(0)

=

1

=-j0.5 j2

各相短路电流为：

=3I =-j 1.5 I fa fa(1)

=α2I +αI +I =0 I fb fa(1)fa(2)fa(0) =α2I +αI +I =0 I fb fa(1)fa(2)fa(0)

范文三：电缆短路故障分析

低压电缆短路故障分析

地点：

时间： 年 月 日

一、故障

我方专业人员在现场用绝缘兆欧表对电缆进行绝缘测试，发现三相对地的绝缘电阻是0MΩ，此时说明三相都存在故障，达不到送电条件。

二、实验过程与分析

低压脉冲测得电缆全长 米。

电缆红相测得全长与故障相测得全长的对比，故障相测得故障点的位置为米。

电缆黄相测得全长与故障相测得全长的对比，故障相测得故障点的位置为米。这和红相与故障相对比测试的结果一致。

通过使用高压闪络法测得波形，读出故障距离为 米，这与低压脉冲测试的故障距离是大体一致的。

综合上面实测波形图的分析，说明电缆在距离测试点 米处发生接地故障，现场测量人员通过测距发现故障点发生在管群之中。

三、故障原因分析

电缆本身存在缺陷，使用状态下电缆发热，结合地面以下环境的长期潮湿，造成电缆绝缘性降低，长期使用中导致电缆烧融，绝缘击穿导致短路。

范文四：火力发电厂继电保护装置故障分析及处理措施分析

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火力发电厂继电保护装置故障分析及处理措 施分析

作者:李松

来源:《科技经济市场》 2016年第 04期

摘要:造成火力发电厂继电保护装置出现故障类型复杂,主要包括继电器不复位、指示灯 错误、绝缘故障等外部因素、接点、差拍、元件故障等内部因素以及电磁波辐射、静电干扰等 干扰故障三类。火力发电厂继电保护装置故障处理需要结合故障类型及原因,采取针对性维护 措施。

关键词:火力发电厂;继电保护装置;装置故障

0引言

火力发电厂机电保护装置的主要作用在于检测电力系统运行状态,收集并提供系统运行状 态数据,供工作人员提供参考。当系统出现故障,继电保护装置快速采取保护措施,隔断故障 段,防止故障威胁进一步扩大,保障系统安全。同时机电保护装置将故障信息及时反馈至工作 人员,为修理维护电力系统提供指导。基于机电保护装置的作用,机电保护装置出现故障将给 火力发电厂安全运行带来极大威胁。因此,本文就火力发电厂机电保护装置的故障原因进行分 析,并提出维护措施。

1机电保护装置故障分析

1.1外部故障

外部原因包括继电保护器不复位、指示灯错误、继电保护器烧毁以及绝缘故障四个。继电 保护器不复位是指在特殊情况下继电保护器停止,未恢复至正常状态;指示灯错误是指恶劣环 境下,继电保护器的指示灯显示错误,误导工作人员,造成操作失误。继电保护器烧毁多为线 圈和接点烧毁;绝缘故障是指继电保护器因使用时间过长,继电保护器元件的外部绝缘装置在 长期环境侵蚀下出现老化问题,削弱其绝缘能力。

1.2内部故障

一是接点故障。如接触不良、接点熔敷等,接点故障多为节点被二氧化硫、硫化氢等硫化 物质腐蚀导致接点偏移引起;二是差拍问题。差拍多由继电器电压异常、继电器不符合要求引 起。出现差拍故障后,应首先检查继电器电压是否异常,再检查继电器是否符合要求;三是装 置元件故障。元件故障可直接造成机电保护装置失效,无法为电力系统提供保护作用。常见元 件故障为电流互感器故障,造成装置内部电流异常,甚至烧毁机电保护装置。

范文五：电力系统微机继电保护装置的故障分析

电力系统微机继电保护装置的故障分析

摘要：文章重点对电力系统微机继电保护装置的故障进行了分析，并提出了处理措施。

关键词：微机保护；故障分类；处理方法；

目前，微机保护以其维护方便、功能强大，集保护、自动装置及测量控制功能于一体，逐步取代了传统的继电保护，在电力系统中得到了广泛的应用。然而，微机继电保护装置也会经常遇到一些故障，下面就针对这些故障分析处理展开论述。

1 微机保护的特点及应用优势微机保护充分利用了计算机技术上的两个显著优势：高速的运算能力和完备的存贮记忆能力，以及采用大规模集成电路和成热的数据采集，A/D模数变换、数字滤波和抗干扰措施等技术，使其在速动性、可取性方面均优于以往传统的常规保护，而显示了强大生命力，与传统保护相比，微机继电保护装置共有的优点主要有以下几点：⑴可靠性高。微机保护装置具有自诊能力，可随时对其自身的硬件和软件进行检测，如有异常就会发出报警。⑵保护性能得到较好改善。微机保护装置是用数学运算方法来实现保护功能。⑶易扩展功能。便于信息的管理与交换。微机保护装置能提供各种动作时序、动作时间、故障类型、相别及故障前后电压、电流跟踪采样记录等信息，对线路保护，还可附加测距功能。(4)维护调试方便。

2 装置的种类及原因分析

2.1 定值问题

2.1.1 整定计算差错

为减少误差，设计、基建、技改主管部门应及时、准确地向保护计算人员提供有关计算参数、图纸；施工部门在调试完保护设备后应及时将有关保护资料移交给运行部门。

2.1.2 人为整定错误

人为整定错误的情况主要表现：看错数值；TA 、TV 变比计算错误；在微机保护菜单中找错位置，定值区使用错误；运行人员投错压板(联结片) 等。为此在设备送电之前，至少应有2人再次进行装置定值的校核。

2.1.3 装置元器件老化

（1）元器件老化及损坏。元器件的老化积累必然引起元器件特性的变化和损坏，不可逆转的影响微机保护的定值，现场曾发生过因A/D 转换精度下降严重引发事故的情形。所以南方电网规定每3 年就要作一次微机保护采样实验，

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