电力系统剧烈变化时防止过流保护误动作的技术评述

电力18讯：    
马幼捷，顾亚琴，周雪松，高庆雨
(天津理工大学自动化与能源工程学院，天津市 南开区)


THE TECHNICAL COMMENCE OF HOW TO PROTECT QVER-CURRENT PROTECTION’S MISOPERATION WHEN THE POWER SYSTEM CHANGES TEMPESTUOUSLY
Ma You-jie，Gu Ya-qin，Zhou Xue-song，Gao Qing-yu
(Tianjin University of Technology，Nankai District，Tianjin 300191，China)


【摘要】　电力系统在运行时常常因为系统中的过流保护发生误动作而造成整个系统崩溃，给经济带来巨大的损失。本文针对不同的系统进行了详细的分析，指出引起失败的原因，且针对各种情况提出了所应采取的措施，并提出了过流保护研制的发展方向。

【关键词】　过流保护误动作　励磁涌流　谐波　振荡闭锁

【ABSTRACT】 The power system sometimes collapses because of the over-current protection’s misoperation and it brings out a big loss of economic. This paper makes a detail analysis with different system, points out the causes of every fails, and puts forward different measures with different situation, moreover, it also puts forward the development orientation of the over-current protection’s design.

【KEY WORDS】 over-current protection misoperate   inrush current   harmonic   oscillating block

一　前言

电力是国民经济的支柱，我国目前正处在改革开放、发展经济的重要时期，各行各业对电力的需求日益增加。因此,预防用电事故就成为迫切需要解决的问题。电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见的也是最危险的故障是发生各种形式的短路，在发生短路时流过故障点的短路电流很大，有可能破坏系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解,因此就需要在系统中配置过流保护。然而，在某些情况下，即使采取的过流保护装置的动作值和时间延迟都设计得很合理，但由于系统发生振荡或过流保护与系统中其他的保护不能很好地配合而导致其误动作，造成整个系统稳定的破坏，损失也是非常巨大的。随着电网结构的日趋紧密，过流保护能否正确动作对整个电力系统安全、稳定运行非常重要。

二　相关概念

1、过流保护的工作原理[1~3]：当电动机发生过流时，使电磁系统磁通发生巨变，处于导管中的衔铁在电磁吸力的作用下，克服阻尼剂的阻力，缓缓向上移动，使触头系统动作，从而切断控制电路。简单地说就是当流过系统的电流值超过过流保护装置的动作值且经过一定的时间延迟后保护装置动作，切断故障电路。一般来说，当电力系统受到很小的干扰时，由于流过电路的冲击电流很小，达不到过流保护的动作值，因此，保护在此情况下不会动作。过流保护的动作电流是按躲开最大负荷电流来整定的。

2、过流保护接线方式：过流保护的接线方式是指保护中电流互感器与继电器的连接方式。正确地选择保护的接线方式，对保护的技术、经济性能都有很大影响。其基本接线方式有三种：三相三继电器的完全星形接线方式，两相两继电器的不完全星形接线方式，两相一继电器的两相电流差接线方式。其中三相三继电器完全星形接线方式对各种形式的短路都起保护作用，且灵敏度高，而两相两继电器不完全星形接线和两相一继电器的两相电流差接线方式只能对三相短路和各种相间短路起保护作用，当在没有装电流互感器的一相发生短路时，保护不会动作。

三　过流保护误动作原因及采取的措施

对于不同的系统，需要安装过流保护的器件各不相同，因此过流保护误动作的原因及采取的措施也不相同。现一一分析如下：

1、对于发电系统，一般需要对发电机和备用电源变压器配置过流保护装置。

1.1 发电机一般采用负序反时限过流保护。发电机负序反时限过流保护[4~5]在大短路电流下，继电器动作时间短，不能很好地与输电线路上的其他保护的动作时间配合而易造成误动作[6]。在故障切除后恢复电压过程中会在主变压器及高压厂用变压器中产生励磁涌流[7~12]，由于励磁涌流不符合三相对称正序的条件，当它流过负序电流滤过器时必然产生输出电压。因为使继电器开始动作充电的电压很小，所以励磁涌流产生的电压以很大的概率使继电器内部的充电回路在故障切除后继续充电，直到跳闸。此外，自动励磁调节装置的自激振荡和一次设备的铁磁谐振等因素造成的间隙性励磁涌流，也有可能使继电器因具有充电快放电慢的特性而误动。基于此种情况，对于工作人员，应努力维护发电厂出口输电线路特别是短线路的全线速动保护，确保在任何情况下均能保证线路故障快速切除，精心调试自动励磁调节装置，放大器放大倍数的整定要合适，以保证装置不因外界干扰而发生自激振荡，也可采取一定的措施来削弱励磁涌流[40]。对于配电线路的电流速断保护和<