关于TWJ误导电网故障分析问题的研究及解决方案

2017年12月23日 14:34来源于:科技创新与应用

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李靖智

摘 要:故障录波图中采用TWJ(跳位继电器)接点作为断路器位置开关量,会误导110千伏及以下电网故障分析,文章对其原理进行分析,并提出了解决方案。

关键词:电网故障分析;故障录波图;TWJ接点;重动

中图分类号:TM727 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2017)34-0084-02

引言

在110千伏及以下电网故障分析中,故障录波图是不可缺少的重要依据,笔者在多次的电网故障分析中,发现了一个关于TWJ误导电网故障分析的问题。

1 TWJ误导电网故障分析的问题研究

保护装置均具备故障录波功能,但保护装置的录波一般只有故障前2个周波和故障后10个周波的数据,只能反映故障前后240ms的故障情况,其录波数据根本不足以反映故障的整体情况,因此我们一般选取故障录波器的录波图作为分析的依据。

1.1 断路器位置开关量取法的现状

目前网内运行的故障录波器中,其开关量共公端分为+24V和+110V两种,故障录波器一般安装在保护室(控制室)或继电小室内,需要取用断路器的位置接点来作为断路器位置开关量,由于开关量共公端均为+24V,这个断路器的位置接点就不能从户外开关场处取来,因此典型设计中均取用同一室内操作箱内的TWJ(跳位继电器)接点作为故障录波器中的断路器分、合闸位置开关量,即TWJ接点闭合则表示断路器为分闸位置;TWJ接点断开则表示断路器为合闸位置。对于开关量共公端为+110V的故障录波器,典型设计中斷路器位置开关量的取用方法相同。

1.2 取TWJ接点作为位置开关量存在的问题及其原理

取TWJ接点作为故障录波器中的断路器位置开关量的时候,TWJ接点并不能如实、即时的反映断路器的分闸位置,而只能反映操作箱中TWJ继电器的动作状态,这中间是有很大区别的。当操作箱中TWJ继电器动作,TWJ接点闭合的时刻,断路器并非一定为分闸位置;而当TWJ返回时,即TWJ接点打开时,断路器并不一定立即变为合闸位置。这是因为断路器的跳闸与合闸存在固有时间,一般来讲,断路器固有分闸时间为30ms~50ms,固有合闸时间为50ms~70ms,而TWJ的动作时间相对要短的多,可以按照瞬时动作来对待,这样就产生了一个问题:录波图中的断路器位置开关量不能如实、即时的反映断路器的实际位置。

1.3 针对问题的原理分析

TWJ动作原理如下图1所示。

如上图所示,在跳闸脉冲发出的瞬间,跳闸线圈TQ动作,断路器经30ms~50ms的固有时间完成分闸,其辅助常闭接点闭合,100:4端子带-110V电压,TWJ均动作,TWJ接点闭合,这个过程中TWJ接点是能够正确反映断路器的实际位置的。但是随后当重合闸动作时,会出现问题,重合闸动作,合闸脉冲发出的瞬间,100:4带+110V电压,TWJ均复归,其接点打开,所反映的断路器位置是合闸位置。但实际上,断路器此时并非在合闸位置,须经50ms~70ms的固有时间才能完成合闸,录波图中的合闸位置比断路器的实际合闸位置早出现了50ms~70ms。录波图中的模拟量波形、开关量变位如下图2中所示:

为了便于分析,笔者在录波图中加入了理想的断路器分位开关量作为对比,在断路器能够正常分合闸的情况下,TWJ接点所造成的后果仅仅是以下两点:

(1)使录波图中的合闸位置比断路器的实际合闸位置早

出现了50ms~70ms。

(2)导致图2中出现了合闸脉冲发出仅12ms就有合位的奇怪现象。

如果断路器不能够正常分合闸,比如出现机构卡塞、合闸线圈烧毁等情况,TWJ接点所造成的后果就会很严重,因为此时断路器合闸未成功,而TWJ所反映的断路器位置却是合闸位置,会严重误导故障分析,得出错误的结论。这种情况下只有以模拟量的录波为基础,才有可能得出断路器动作的真实情况,即有模拟量波形时断路器为合位而无模拟量波形时断路器为分位,但往往负荷电流(图2中-70ms~0ms部分及1080ms以后部分)很小,在故障录波中不可见,只有故障电流(图二中0ms~52ms部分)清晰可见,因此难以判定断路器在故障过程中到底是分位还是合位。由此可见,TWJ误导电网故障分析的危害是比较严重的。

2 解决方法

分析清楚TWJ误导电网故障分析的原理后,笔者采用两种方法来解决此问题:

(1)在故障录波器开关量中增加合闸位置开关量,取用操作箱的HWJ接点,然后用分闸位置、合闸位置两个开关量进行断路器实际位置判断,可以解决误导故障分析的问题,这种方法的缺点是HWJ接点在跳闸过程中也存在不能如实、即时的反映断路器的合闸位置的问题。

(2)直接从断路器机构取用辅助接点。此法对于开关量共公端为+110V的故障录波器不存在问题,从开关场处断路器机构取用辅助接点作为位置开关量即可,对于开关量共公端为+24V的故障录波器,可将从开关场处断路器机构取用的辅助接点经故障录波器同一室内的220V直流中间继电器ZJ重动,重动后的ZJ接点供给故障录波器使用,作为断路器的分闸位置开关量。这种方法能够如实、即时的反映断路器的分闸位置,也满足规程规范的原则和要求,但改造的工作量比较大,原理如下图3所示:

3 结束语

两种解决问题的方法可以根据实际情况选取采纳,在具备改造条件的情况下,“直接从断路器机构取用辅助接点”解决法能够可靠彻底地消除TWJ误导电网故障分析的问题,推荐采用此方法。

参考文献:

[1]王维剑.电气主设备继电保护原理与应用[M].北京:中国电力出版社.

[2]孙秋野,李海涛.电力系统分析[M].北京:人民邮电出版社.

[3]赖振学.智能电网技术[M].北京:中国电力出版社.

[4]郭谋发.配电网自动化技术[M].北京:机械工业出版社.

[5]龚静.配电网综合自动化技术[M].北京:机械工业出版社.endprint

 
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