辩证唯物主义在继电保护中的应用

[摘要]辩证唯物主义认为任何事情都是变化的,继电保护也是如此,在不同的使用环境下,使用的条件也不同。实际上每一种继电保护就像一条鱼,继电保护工作者就像酒店里的烹饪师,这条鱼是清蒸、红烧还是剁碎做鱼丸,关键取决于客人的口味。文章列举了同一种保护在不同的变电站接线方式的不同使用。

[关键词]辩证唯物主义　继电保护　使用条件

0　引言

辩证唯物主义认为任何事情都是变化的,继电保护也是如此,在不同的环境下,使用的条件也不同。实际上每一种继电保护就像一条鱼,继电保护工作者就像酒店里的烹饪师,这条鱼是清蒸、红烧还是剁碎做鱼丸,关键取决于客人的口味。否则,即使烹饪师的烹饪技术再高超,这条鱼再新鲜,如果客人不喜欢,酒店很快就会关门。也就是说,烹饪师和鱼最终是为客人服务的。同样,每一种继电保护和每一个继电保护工作者最终是为电网服务的。这就要求我们在使用每一种保护时,应根据现场的接线方式,充分考虑到每种保护拒动和误动对电力系统的影响,选择性使用,即保证在同一种原理下,增加和减少某些保护的使用条件。比如母线保护在某种场所就必须经复合电压闭锁,在某些场所下就不经复合电压闭锁。下面就简单举一些辩证唯物主义在继电保护中应用的例子和大家共同分享。

1　继电保护的基本特性

电力系统对继电保护的基本性能要求有可靠性、选择性、快速性、灵敏性。这些要求之间,有的相辅相成,有的相互制约,使用时要针对不同的使用条件,分别进行协调。比如继电保护的可靠性又分为两个方面,即可信赖性和安全性。可信赖性要求继电保护在设计有求动作的异常或故障状态下能够准确无误的完成动作,而安全性要求继电保护在非设计要求它动作的其他条件下,能够可靠的不动作。他们两个都是继电保护的必备性能,但两者互相矛盾。所以在选用继电保护时,要根据被保护对象的具体情况,对这两方面的性能要求适当的予以协调,而不能片面的要求可信赖性和安全性。比如对于传送大功率的输电线路保护,一般宜强调安全性为主,而对于其它线路保护,则往往宜强调可信赖性。

对于大型发电机组的继电保护,无论它的拒绝动作或误动作跳闸,都会引起巨大的经济损失,需要经过精心设计和装置配置,兼顾这两个方面的要求。这就像驾驶一辆汽车,既要考虑它的速度,又要考虑它的制动,在路况较好行人稀少的地方车速快一点,在路况较差或行人较多的路段速度慢一些,若不顾路况或行人而一味开快则容易出事,一味的开慢则费油费时,只有两者有机的结合才能安全经济的到达目的地。

2　母线保护的电压闭锁

大家都知道,在双母线接线方式、单母分段接线方式、双母单分段接线方式等常规接线方式的变电站中,母线保护要经过复合电压闭锁。是不是所有的母线保护都经过电压闭锁呢?答案是否定的,因为在3/2接线方式的变电站中母线保护并不经过复合电压闭锁。这就要求我们在使用母线保护时既考虑母线保护的可靠性,又要考虑母线保护的安全性。在双母线及单母线分段等常规接线方式变电站的母线保护,使用复合电压闭锁主要是因为在这些接线方式的变电站中,一旦母线保护动作后所跳元件较多,一旦动作将造成较大范围的停电、限电。为了防止由于人员误碰或者母差保护元件损坏导致母差保护误出口跳开多个断路器造成恶性电网事故,故母线保护要经过电压闭锁。而在3/2接线方式的变电站中每一条线路都是有边断路器和中断路器供电,即使母线保护误动作跳掉边断短路器,也不影响线路供电。所以3/2接线方式变电站的母线保护不经复合电压闭锁。再者若3/2接线方式变电站的母线保护要经复合电压闭锁,若电压闭锁环节出现问题导致母线保护拒绝动作造成电网事故就得不偿失了。再者,还要花费大量资金购买母线PT。简单来说,双母线接线方式变电站中母线保护经过复合电压闭锁是防止母线保护误动,3/2接线方式的变电站中母线保护不经过复合电压闭锁是防止母线保护拒动。在这两种接线方式的变电站中,双母线接线方式变电站中母线保护误动相对来说比母线保护的拒动对电网危害较小,3/2接线方式的母线保护的误动相对来说比母线保护的拒动对电网危害较小,所以运用辩证唯物主义的观点看清事物的本质,来选择不同的使用条件。

3　母线保护的动作停信

母线保护的动作停信主要运用在线路高频保护中,它是防止在线路电流互感器和断路器发生故障时,母线保护虽然能正确故障,但故障点依然存在,这时依靠母线保护动作使本端高频保护停止发信,使对端断路器的无时限跳闸。在线路高频保护中一般都是将母线保护动作的接点接在线路保护操作相中的永跳继电器(TRJ)中,永跳继电器一般有实现三种功能,其一实现断路器跳闸,其二闭锁断路器重合闸,其三使本侧断路器停信。下面就以图1为例简单介绍一下在常规接线方式的变电站的线路保护为什么采用母线保护停信功能,其原理图如图1所示。

如图1所示当断路器1和TA之间接地故障,M端保护判断为反方向故障,所以M端保护的正方向元件F+元件不动作,反方元件F-元件动作,从而一直闭锁了线路MN两端的保护。但是该故障点属于母线保护动作范围,所以M端母线保护动作切掉母线上的所有断路器。当MN线路断路器1跳开之后,N端继续向故障点提供短路电流,该短路功率使M端的保护继续判为反方向故障,继续闭锁N端高频保护,如果不采取措施,N端的保护只距离Ⅱ段或零序Ⅱ段保护延时跳闸,这样将会对电网造成非常不利的影响,它将破坏线路上一次设备的绝缘,降低一次设备的寿命,甚至可能引起电网的振荡或解列。为此采取了母线保护动作停信措施,即M侧的母线保护动作立即停止M侧的线路保护发信,从而使N侧的保护实现无时限跳闸,切除故障。但是在3/2接线方式的线路保护是否也采用母线保护停信呢?下面就以图2为例简单介绍一下。

由图2可知,线路MN有5011断路器和5012断路器供电,当M侧变电站发生Ⅰ母故障,母线保护动作跳掉5011断路器时,故障切除,此时线路MN有中断路器5012供电,保证线路MN正常运行。若此时采取母线保护动作停信,反而会误跳线路MN两侧断路器。所以3/2线接线方式线路不采用母线保护停信。但是当故障点发生在5011断路器和ITA之间时,母线保护动作切除5011断路器时,母线保护动作后起动失灵保护,此时失灵保护动作,依靠失灵保护动作停信使对端高频保护跳闸。也就是说在常规接线方式的变电站的线路保护中,依靠母线保护动作停信切除断路器和TA之间的故障。在3/2接线中线路保护中依靠失灵保护动作停信切除断路器和TA之间的故障。

同理,在常规接线方式的光纤差动保护线路中,母线差动保护动作向线路保护作永跳命令,而在3/2接线方式的光纤差动线路保护中,母线差动保护动作不向线路保护作永跳命令。

4　TA二次回路接地

大家都知道电流二次回路必须有一点接地,但是这样做的最根本的原因是什么?其实这主要针对电磁式电流互感器而言的。因为电磁式电流互感器中间有铁心,它的一次电流和二次电流的转换要经过电磁耦合,其二次回路接地是为了人身和二次设备的安全。如果二次回路没有接地点,接在互感器一次测的高电压,将通过互感器的一、二次绕组间的分布电容和二次回路的对地电容形成分压,将高电压引入二次回路,其值决定于二次回路对地电容的大小。如果互感器二次回路有了接地点,则其二次回路对地电容为零,从而达到保证安全的目的。

但是对于数字化变电站的广互感器,它的内部就没有铁心,所以其二次回路就不需要接地,若将其二次回路接地还会影响其一、二次绕组间的传输,适得其反。

5　结束语

总之,使用任何一种保护和任何一种设备都要认清的本质,不能教条的使用。同是一块钢铁,若要上山砍柴就要铸就一个板斧,绝对不可能拿着钢枪去砍柴。继电保护也是如此,随着电网的发展,科学技术的进步,我们的继电保护也将发生翻天覆地的变化,应根据电网的变化选择的使用每种保护,为我们的电网保驾护航,确保电力系统的稳定,社会的繁荣。