现场继电保护装置的技术缺陷及改造方案的研究

摘要

本文从电力系统继电保护的定义、原理和作用等基本概念入手，阐述了电力系统继电保护在电力生产中的重要地位、发展的历史、现状和未来发展的趋势及存在的缺陷。 由于设计缺陷或一次设备运行方式及现场操作规程的修改，目前正在运行的一些继电保护装置，已不能适应电力安全生产或“两票”、“三制”等现场运行的要求，但继电保护装置的完全更换，需要大笔的资金，大量的人力和设备长时间的停电。因此，可以考虑在现有装置上进行改造，只需要加装一些元件及一些简单的屏后配线，工期短，经费少，设备不需要或短时间停电。 本文以实际运行的继电保护装置为例，从继电保护设计原理、电力安全生产规程、老设备改造遗留原因等方面，分析了一些运行的继电保护装置存在的技术缺陷。通过查找、研究国内外同类设备的继电保护资料，借鉴新的设计原理和二次回路，充分考虑现在运行设备的缺陷，提出多种方案并比较找出最优的解决方案，在现有继电保护装置上进行改造。所完成的主要工作包括： (1) 高压母线充电保护装置技术改造方案的研究。 针对电磁式母线充电保护仅考虑对母线和线路充电，没有考虑主变充电和充电保护“长投”运行方式的设计缺陷。从保护的基本原理、二次回路、操作灵活性、安全性和可靠性等方面进行了分析，提出并实施了改进措施。 (2) WXH-110系列微机线路保护装置改造方案的研究。 针对WXH-110系列微机线路保护的遥控合闸与保护合闸共用合闸回路，存在电力现场操作规程要求遥控合闸时退出重合闸保护的缺陷；提出了从保护装置内部把遥控合闸回路与保护合闸回路分开和改变保护装置外部二次回路使遥控合闸时开入重合闸闭锁量闭锁重合闸两种改造方案，选择了最优方案并实施了技术改造。 (3)综自站不对应启动重合闸的误动分析及技术改造。 目前微机保护中重合闸功能对断路器偷跳的识别仅依靠断路器跳闸位置，在断路器控制回路断线后再恢复的过程中，如果保护装置的外回路设计不完善，非常容易造成重合闸误动作。利用备用继电器模拟控制把手，把节点串入启动回路闭锁重合闸，可以有效解决重合闸误动。 (4)220kV薛坡变电站220kV母差保护动作事故分析及预防。 针对200KV母线保护误动事故，对继电保护动作的过程和事故录波报告进行详细的分析，确认了母线保护装置误动的根本原因，更换了损坏的A/D模数转换插件和电源插件；并找出了提高同类母线保护装置运行可靠性的技术措施。 (5)10kV微机线路保护烧合闸线圈的事故分析及技术改造。 10kV微机控制回路存在问题，经常烧毁合闸线圈。在合闸回路中加入时间继电器，时间达到后，如果合闸脉冲仍然存在，则认为开关拒合，利用时间继电器返回断开合闸回路，避免了烧合闸线圈。 改造后的保护装置，性能得到很大的改善，消除了运行时的安全隐患，符合现场运行规定和要求，提高了电网运行的可靠性；其经济效益和社会效益都是巨大的。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1继电保护的定义、原理和作用

1.2继电保护发展现状和未来发展趋势

1.3现在运行的继电保护装置的缺陷

1.4论文所作的主要工作

2高压母线充电保护装置技术改造方案的研究

2.1高压电磁式母线充电保护简介

2.2高压电磁式母线充电保护的原理及改造前的试验充电方案

2.3高压电磁式母线充电保护在实际运行中的缺陷

2.4国内外现有装置的改造方法

2.5基于现有条件的技术改造方案

2.6本章小结

3 WXH-110系列微机线路保护装置合闸回路的改造

3.1 WXH-110系列微机线路保护简介

3.2 WXH-110系列微机线路保护装置的工作原理及操作方案

3.3 WXH-110系列微机线路保护在实际运行中的缺陷

3.4国内外现有微机线路保护装置的改造方法

3.5基于现有条件的技术改造方案

3.6本章小结

4断路器操作回路及自动重合闸启动回路的缺陷处理

4.1重合闸装置简介

4.2综自站不对应启动重合闸的误动情况简介

4.3重合闸异常动作原因分析

4.4基于现有条件的技术改造方案

4.5本章小结

5提高待退役继电保护装置可靠性措施的研究

5.1引言

5.2 WMZ-41母差保护装置简介

5.3故障前的220KV薛坡变电站的运行方式

5.4事故经过及动作情况

5.5事故原因分析

5.6技术防范措施

6 继电保护装置自动复归能力的研究及提高措施

6.1 10kV线路微机保护合闸控制回路动作原理

6.2微机保护合闸控制回路运行存在的问题

6.3防止烧毁合闸线圈的技术措施

6.4本章小结

7结论与展望

7.1本文所作的主要工作

7.2本文工作的创新点

7.3现场继电保护装置技术缺陷及改造研究工作的前景

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文和参加的工作