直流输电继电保护故障分析及改进.pdf

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1、2012年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集两起直流保护系统继电器异常原因分析及改进措施辛镇瀚，李豹，毛海鹏（中国南方电网超高压输电公司广州局，广州510405）【摘要】本文针对两起直流保护系统继电器出现的异常现象，从设备构造、安装特点、运行工况、检修试验情况进行分析，指出外部环境对于7PA27这一应用广泛的中间继电器的重要影响，并针对性地提出了改进措施。经过实际运行情况表明，该改进措施取得了良好的效果。【关键词】直流输电控制保护中间继电器换流站1中间继电器介绍继电器作为一种电控制器件

2、，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系，在电力系统中常应用于保护系统、控制系统。它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。按照其分类方法，可以划分为不同的继电器。按继电器的防护特征分类,可以分为密封继电器、封闭式继电器、敞开式继电器；按照继电器在保护回路中所起的作用可分类，可分为启动继电器、量度继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器或出口继电器等。中间继电器是用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大的继电器

3、。中间继电器的触点对数多,容量较大(5A～10A),通常在电路中起到扩大触点数量和容量的中间放大和转换的作用。【1】其广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制及电力电子设备中,是最重要的元件之一。中间继电器的工作原理是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的电子元件。它的输入信号为线圈的通电或断电。它的输出是触头的动作(所带常开触点闭合,常闭触点打开),它的触点接在其他控制回路中,通过触点的变化导致控制回路发生变化(例如导通或截止),从而实现既定的控制或保护的目的。在此过程中,继电器主要起了传递信号的作用。【2

4、】在工程实际中,中间继电器可作为控制元件、记忆元件、保护元件和时间元件来使用。而其发挥的最重要两个作用：一是隔离作用；二是增加辅助触点。2西门子保护系统在直流输电系统的应用高压直流输电系统具有高度可控性、异步隔绝交流电网、直流线路无暂态稳定限制等优点,通常被应用于远距离输电、跨海送电和区域电网之间的联网。高压直流输电技术近年在国际上得到了大力的推广,国内也出现了高压直流输电工程建设的热潮。到目前为止,南方电网已投运的有天广直流、贵广一回直流工程、贵广二回直流及云广特高压直流工程。上述直流系统普遍采用西门子

5、的控制保护系统。【3】在西门子的控制保护系统中，采用了各种类型的继电器，其中就包括7PA27这一类型的中间继电器。7PA27继电器是一款单稳态的、快速的继电器，其本身带有4个切换触点（如图1），常用于换流站内重要的控制和保护回路。【4】鉴于其高强度的开断能力、过载能力和续流能力，7PA27继电器在贵广一回、贵广二回等直流输电工程中，主要应用在交流滤波器小组保护、保护接口屏等直流系统相关的保护装置及屏柜。2542012年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集11371248135914610

6、-+12图17PA27继电器触点图3两起西门子保护系统中间继电器异常分析（1）宝安换流站交流滤波器小组保护屏继电器（7PA27）触点电阻过低2010年07月26日，宝安换流站运行人员在操作时，检查发现交流滤波器小组保护屏内S11、S21、S31、S41压板（保护保护动作启动跳闸压板）的上压板对地电位有10V左右的漂移，进一步检查时发现部分中间继电器（型号7PA27）触点电阻过低。后检修人员对更换下来的中间继电器（型号7PA27）外观进行检查，发现部分继电器内部有明显的损伤痕迹（图2），部分触点插头处有明显

7、锈蚀痕迹（图3），几乎所有继电器内部都有明显的受潮痕迹。图2有明显损伤继电器图3触点插头处锈蚀痕迹继电器断电后用万用表测量交流滤波器小组保护屏内K13、K23、K33、K43继电器（型号7PA27）常开辅助触点（7、3）间的电阻，大部分在10～20兆欧，部分低于10兆欧（见表1）。换上备品后，将换下来的8个继电器用绝缘摇表测量耐压电阻，检查发现继电器大部分触点电阻小于1兆欧，部分触点在500V电压时击穿（见表2）。初步推断，继电器由于长期未励磁、内部受潮后触点间绝缘下降。表1万用表测量部分交流滤波器小组保

8、护屏柜内数据2552012年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集屏号测量项目K13K23K33K43第二大组ACF保护屏触点（7、3）间的电阻（兆欧）17.720.322.510.41触点3对地电压（V）7.46.510.539.2第二大组ACF保护屏触点（7、3）间的电阻（兆欧）6.256.48.24.652触点3对地电压（V）3.511.58.09.2表2绝缘摇表测量触点间的电阻电压编号250V500V(