(广州粤能电力科技开发有限公司,广州510600) [摘要]分析了继电保护、计量、测量、故障录波等相关装置对电流互感器二次出线极性的要求,并介绍了极性确定步骤,最后给出了某电厂的发变组TA二次出线的极性配置示意图。 电气二次设备,如继电保护装置、测量装置、计量装置、安全自动装置等,都需要通过电流互感器来反映一次侧电流值,从而实现保护、测量等功能。电流互感器的传递变换具有极性,其二次出线极性的确定将对相关电气二次设备功能的实现造成影响,特别是保护装置用TA的二次出线极性出现错误时将导致保护的误动或拒动,严重时将危及一次设备乃至电网的安全。 GB1208-2006《电流互感器》规定:电流互感器中标有P1(L1)、S1(K1)的所有端子在同一瞬间具有同一极性,即P1(L1)与S1(K1)是同极性关系。其中,P1、P2(L1、L2)在电流互感器的本体上有标注(变压器套管TA除外,需由设备厂方和单体试验方提供TA的一次指向信息);S1、S2(K1、K2)在电流互感器的二次接线端子处有标注。值得注意的是,国外TA必须通过产品的出厂说明书和单体试验来获取极性信息。 电流差动保护需要对一次设备各侧TA二次电流的矢量进行差流计算,因此需要综合考虑各侧TA极性的配合。对于变压器差动保护中组别引起的相差,目前微机保护均通过软件来计算补偿,所以各侧TA二次接线均采用“Y”接法。至于电流差动保护,由于各侧TA有0°和180°两种接线方式,因此要根据保护装置的具体要求来确定TA的极性。表1为几种国内常见的电流差动保护的极性要求。 值得注意的是,TA极性的确定除了要满足保护所要求的“0°”或“180°接线方式外,还必须考虑TA与带方向的保护之间的配合问题。如南瑞RCS-985(接线方式如图1所示)的失磁保护与差动保护共用机端侧TA111,由于失磁保护要求TA二次出线靠发电机侧为极性端,因此只有在确定该TA靠发电机侧为极性端后,才能考虑中性点侧TA101满足差动保护的0°接线要求。
由于电压互感器的二次侧均以极性端作为出线,即一次侧为A接一次侧导线、N接地,二次侧为a端子出线、n接地,因此对于方向过流保护,只需按照说明书确定TA的二次出线极性。 南瑞RCS-978主变差动保护(接线方式如图2所示)的高压侧复压方向过流保护和零序方向过流保护的方向元件采用的是同一组TA的二次绕组。该保护要求TA靠高压侧母线的二次出线为极性端,则复压方向过流保护用的TA111二次出线端的K2应为极性端出线。 方向阻抗保护的方向元件是通过比较电压与电流间的角度来判断故障是否落于被保护设备范围内的动作区域。 南瑞RCS-931的线路距离保护(接线方式如在图3所示中)要求TA靠母线侧二次出线为极性端,则线路F1距离保护用的TA111二次出线端的K1为极性端出线。当被保护线路发生故障时,从保护安装位置的母线侧看,流向故障点的阻抗方向就为正方向。 南瑞RCS-985的失磁保护与发电机差动共用一组TA(机端侧)。该保护要求TA(机端侧)靠发电机侧出线,在正常发送功率时,功率方向为正方向,测量阻抗落在第一、二象限;当发生失磁时,功率方向为反方向,测量阻抗将落在三、四象限,落入动作区域的方向。如图1中的发电机失磁保护用的TA111二次出线端的K1应为极性端出线。
功率方向保护的方向元件同样是通过比较电压与电流间的角度来判断故障是否落于保护范围内的动作区域。 南瑞RCS-985的逆功率保护与发电机差动保护共用一组TA(如图1所示)。差动保护用的中性点侧TA101靠外侧出线(K1出线)、机端侧TA111靠发电机出线(K1出线),当正常发送功率时,为正方向;当逆向输送功率时,就为反方向,进入动作区域的方向。 目前的电能表大多采用数字式,因此可以采集双向电能。但各电气元件的电能表(除发电机、发电机出口变压器)还是要遵循以下原则:接在母线的各元件,从母线侧看为流出电流的,则为送出有、无功率;从母线侧看为流进电流的,则为母线接受有、无功率。这样就要求各元件的TA靠母线侧出线为极性端,即图2中作为变压器的高、低压侧计量的TA111和TA101,其K2和K1为极性端。而对于发电机和发电机出口升压变压器的电度计量,则以发电机发出功率为正方向,发出的电能累积为正向电度,即图1中的TA101、TA111的K1均为极性端。 对接至测量装置的各单元电压、电流方向的要求与计量装置相同。 接至故障录波装置的TA对极性没有要求,但为了便于分析故障,可与其设备的计量、测量回路的TA极性相对应,并做好记录。这样就可以通过录波图来分析故障点电流的流向,从而判断保护装置动作正确与否。 对于TA无极性要求的装置,如过流保护装置,只需做好TA二次出线的极性记录。 (1)确保TA极性与本体标注的一致。通过查阅TA的出厂报告以及单体调试方提供的试验记录,确定TA的P1与S1是否为同名端(同极性)。 (2)确定TA一次电流的指向。通过现场勘察,确定TA本体的安装方向,即确定P1、P2的方向。特别需要注意的是,由于变压器的套管TA安装在套管的内部,外侧并无P1与P2的标注,所以需要从出厂报告及试验单位获得相应信息以确定P1、P2的布置。 (3)绘制TA二次出线极性示意图。把每组TA的P1、P2在示意图中进行标注,再根据每组TA二次出线的用途确定每个TA绕组的二次出线极性,并在示意图上进行标注。 (4)对需要改动的TA极性进行改线。根据设计图纸进行查线,确保各环节的接线均与设计相符,再与绘制的TA二次出线极性示意图进行仔细核对,确定需要更改的接线部分,更改接线的同时做好记录。 (5)有条件的可做一次通流试验,进一步确定TA极性的正确。 (6)TA二次出线的确定与更改必须系统、全面的进行。 3 某电厂的发变组极性配置示意图
某电厂发电机、主变、厂变都采用南瑞RCS-978保护装置,励磁变保护装置极性要求同主变保护,其发变组TA极性配置示意图如图4所示。
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