电力系统中,经常出现保护及测控系统误动的情况,造成误动的原因是多方面的:其一是现代大电网要求开关量判断的时间极短;其二,保护及测控单元中多采用灵敏器件,动作功率较小;其三,由于厂站系统的建设规模越来越大,电缆过长,电缆的分布电容也越来越大,各种设备均采用逆变电源,而逆变电源本身会对厂站的直流系统产生高频分量,一次设备操作也会引起大量的高频谐波分量。所以在电缆中大量存在各种频率的干扰源,使保护特别是开关量经常发生误动。
近两年,电网发生了多起因直跳回路受干扰引起的变压器或断路器误出口的事故,当发生220V交流混入直流系统时,由于各保护回路之间距离较长、电缆芯线对地电容较大,会造成连接长电缆的直跳回路的误动出口。
电力系统中的干扰简要分析
第一种干扰源:由于电缆的互感特性及电容的分布特性,系统一次设备操作时或直流电源系统本身产生高频分量时,很容易产生高频的耦合干扰。此类干扰的特点是:频率高、干扰有间断性、再现率低。
第二种干扰源:由于电缆的电容分布特性,直流系统中经常会通过电容耦合入交流电压。当交流电压耦合入直流系统时,很容易导致直流系统中的开关量回路或继电器回路误动。
电力系统中抗干扰的解决措
针对上述的第一种干扰源,可以通过延长动作时间及增加回路的启动功率相结合的方式进行处理。
针对上述的第二种干扰源,必须增加回路的启动功率的方式来进行处理。根据研究,当电缆的长度小于300~1000米时,回路的启动瞬间功率不应低于5W(额定功率>20W),而电缆的长度大于1000米时,回路的启动瞬间功率应大于10W(额定功率>40W)。
考虑到功率回路长期带电时功耗很大,因此采用正常工作时,切断继电器的功率回路的方法,降低正常运行时的功耗。
产品解决方案
针对上述分析,澳德思经过研究,结合现场实际情况;根据《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》,推出了UEG/F系列抗干扰继电器。
设计原则
继电器在工作过程中需要两个条件:电压及功率.只有当两者全部满足后方能动作。产品参照了《110kV -500kV组合电器(GIS和HGIS)技术规范》中5.2.4.2“需配备用于(H)GIS中断路器分闸和合闸所必需的中间继电器和闭锁控制继电器等。所有涉及断路器直接分闸的出口中间继电器应采用动作电压在额定直流电压的55%~70%范围内、动作功率不低于5W的中间继电器”和5.2.4.9“三相不一致回路保护用跳闸出口重动继电器宜采用启动功率不小于5W、动作电压介于55%-65%Ue、动作时间不小于10ms的中间继电器”,所以UEG/F系列抗干扰继电器的参数设置如下:
a)动作电压范围:55%~65%Un
b)启动功率(继电器开始动作时的临界功率值)应不小于5W
c)设置继电器延时10ms≤t≤25ms
d)考虑到产品的经济运行,继电器正常启动后,继电器自动将功率回路切除,保证继电器正常低功耗运行,功率不大于3W
e)考虑到现场使用的方便性,继电器全部采用DIN轨道安装。