零序保護(hù)拒動(dòng)原因分析及防范措施

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于電力的需求與日俱增，這就帶動(dòng)了電力行業(yè)的發(fā)展，越來越多變電站及電纜線路建立并使用。與此同時(shí)在電纜線路的運(yùn)行過程中，零序保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn)象對(duì)電纜線路運(yùn)行的穩(wěn)定性造成了影響。本文從零序保護(hù)拒動(dòng)的發(fā)生原因入手，對(duì)零序保護(hù)拒動(dòng)的防范措施進(jìn)行和研究，具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：零序保護(hù)拒動(dòng)；零序電流保護(hù)；線路保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 24-0000-01

一、零序電流保護(hù)

零序電流保護(hù)是指在電纜線路上運(yùn)行零序電流互感器時(shí)對(duì)電流進(jìn)行的保護(hù)，以及在由電纜引出的架空線路上進(jìn)行電流保護(hù)的操作。對(duì)安裝有零序電流互感器的電纜來說，其一次側(cè)是保護(hù)電纜的三向?qū)Ь€，電纜是在鐵皮內(nèi)部。其二次側(cè)是不平衡電流，此電流的不平衡性是由于導(dǎo)線排列的不對(duì)稱所引起的。在電纜線路運(yùn)行過程中，若出現(xiàn)一項(xiàng)接地現(xiàn)象時(shí)，二次側(cè)將會(huì)對(duì)零序電流進(jìn)行反映，并使得零序保護(hù)繼電器工作，并發(fā)出信號(hào)。基爾霍夫電流定律是零序電流保護(hù)的基本原理，基爾霍夫定理可以表述為：將電流線路中的線路交叉點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處，流入的電流的值等于流出的電流的值，在數(shù)學(xué)層面則反映為節(jié)點(diǎn)處電流的代數(shù)和為零。零序電流保護(hù)系統(tǒng)取樣原件是零序電流互感器，在電纜正常運(yùn)行過程中，不考慮出現(xiàn)不平衡電流的情況，在節(jié)點(diǎn)處各相的電流的矢量和為零。因此零序電流互感器的二次側(cè)繞組無信號(hào)輸出，導(dǎo)致執(zhí)行元件不進(jìn)行動(dòng)作。但是在電纜的實(shí)際運(yùn)行過程中，難免會(huì)發(fā)生直流接地故障，當(dāng)接地故障發(fā)生時(shí)，節(jié)點(diǎn)處各相電流的數(shù)值會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致電流矢量和不等于零。這就使得套在電纜外側(cè)的環(huán)形鐵芯中由于有電流而產(chǎn)生磁通，此時(shí)使得零序電流互感器的二次側(cè)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，引起執(zhí)行元件開始工作，針對(duì)故障進(jìn)行供電網(wǎng)絡(luò)的切換，以實(shí)現(xiàn)在接地故障發(fā)生時(shí)對(duì)電纜的保護(hù)。

二、接地零序保護(hù)拒動(dòng)的原因

在電纜線路的實(shí)際運(yùn)行過程中，由于天氣因素和人為因素的影響，使得接地故障難免發(fā)生，在發(fā)生接地故障時(shí)，零序保護(hù)會(huì)產(chǎn)生拒動(dòng)的現(xiàn)象。現(xiàn)實(shí)中引起零序保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生的原因可以分為故障分量無法啟動(dòng)保護(hù)裝置、二次回路故障或整定不當(dāng)以及現(xiàn)有配置方式存在的隱患。下面將對(duì)引起零序保護(hù)拒動(dòng)的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1.二次回路故障和整定不當(dāng)

一般情況下，二次回路故障和整定不當(dāng)是由于人為的失誤所引起的，一般表現(xiàn)在三個(gè)方面，一是饋線保護(hù)裝置自身發(fā)生故障；二是工作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行施工或檢修時(shí)，對(duì)接線的部位沒有很好的對(duì)接，使得零序保護(hù)回路中的線路保護(hù)裝置出現(xiàn)故障；三是壓板投退等原因也會(huì)造成零序保護(hù)拒動(dòng)。

2.現(xiàn)有配置方式故障

在零序電流保護(hù)裝置中，一般都裝有電流互感器，電纜線路中的三相導(dǎo)線均通過電流互感器，電流互感器對(duì)流過其內(nèi)部的電流進(jìn)行分析，判斷流入和流出電流互感器的電流值相同，及電流的矢量和為零。但在接地故障發(fā)生時(shí)，電流互感器內(nèi)的電流矢量和就不為零，導(dǎo)致電流的不平衡。上述理論在實(shí)際的應(yīng)用過程中具體表現(xiàn)在，當(dāng)電纜線路出現(xiàn)接地故障時(shí)，零序保護(hù)系統(tǒng)將工作，將線路開關(guān)斷開，對(duì)故障進(jìn)行解除。但當(dāng)電纜線路中出現(xiàn)零序保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，線路開關(guān)將不會(huì)被斷開，因此故障將得不到有效的解除。在此狀況下，接地變高壓零流將會(huì)開始工作，會(huì)對(duì)線路開關(guān)進(jìn)行斷開，同時(shí)判斷故障所在的母線位置，在確定了故障的位置和類型之后，對(duì)母線所在的主變低側(cè)開關(guān)進(jìn)行斷開。

與上述的原因分析可以得到，對(duì)零序保護(hù)進(jìn)行合理的配置以及正確的操作對(duì)保證電纜線路的正常運(yùn)行，減少零序保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生具有重要的意義。在現(xiàn)如今的電纜線路運(yùn)行中，采用零序電流外接方式來實(shí)現(xiàn)零序保護(hù)的過程還存在很多待解決的問題。主要體現(xiàn)在以下方面，一是開關(guān)柜內(nèi)饋線電纜外屏蔽層接地線穿入零序電流互感器的方式不正確，但是工作人員沒能及時(shí)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，使得零序電流互感器測量范圍包含了一部分電纜屏蔽層中的電流，從而引起零序保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn)象。另一方面則是由于安裝在電纜線路上的零序電流互感器或零序電流回路故障，造成了零序保護(hù)裝置無法對(duì)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測，引起零序保護(hù)誤動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。

三、零序保護(hù)拒動(dòng)的防范措施

當(dāng)變壓器避雷器安裝在變壓器中性點(diǎn)處時(shí)，應(yīng)在此中性點(diǎn)處裝設(shè)零序電流保護(hù)裝置對(duì)直接接地進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)加入零序電流保護(hù)和電壓保護(hù)的裝置對(duì)中性點(diǎn)的不接地運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)。其中的零序電壓保護(hù)裝置可以作為間隙放電電流的零序電流保護(hù)的后備保護(hù)。

對(duì)于變壓器中直接接地的中性點(diǎn)應(yīng)設(shè)置零序保護(hù)裝置來對(duì)變壓器主保護(hù)和相鄰原件接地短路進(jìn)行后備保護(hù)。

中性線回路的電流互感器上面不能對(duì)自耦變壓器進(jìn)行零序保護(hù)，為了確保其選擇性，應(yīng)接在本側(cè)的零序電流濾過器上，并且高、中壓側(cè)加裝方向元件。

為了防止變壓器中的零序保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，在對(duì)變壓器進(jìn)行零序保護(hù)時(shí)，其保護(hù)裝置應(yīng)該裝在中性點(diǎn)直接接地側(cè)。對(duì)母線和線路接地時(shí)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)對(duì)接地側(cè)繞組的內(nèi)部及引出線上接地短路進(jìn)行保護(hù)。因此當(dāng)中性點(diǎn)接地刀閘合入后，零序保護(hù)即可投入運(yùn)行。通過對(duì)以上的方面進(jìn)行注意，可以有效的避免零序保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。

四、結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力負(fù)荷增加顯著，電纜線路的規(guī)模不斷增大，線路的復(fù)雜程度也越來越高，在電纜線路中零序保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn)象問題也愈發(fā)明顯和尖銳。為了盡量避免零序保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，需要對(duì)零序保護(hù)的設(shè)計(jì)、施工、保護(hù)整定和運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行考慮和完善。在線路零序電流的選擇中要選擇三相線路CT合并電流，其中零序電流可以有效地防止線路零序保護(hù)的死區(qū)故障。同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)零序保護(hù)系統(tǒng)的檢查和維護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)分析并采取有效措施進(jìn)行處理，保證零序保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行。

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