出口繼電器知識

出口繼電器是繼電保護裝置和安全自動裝置的最后一級輸出.動作后直接向斷路器發(fā)出跳閘命令的專用中間繼電器，又稱跳閘繼電器。通常由快速動作的電磁型中間繼電器或干簧繼電器充任。在無觸點保護裝貴中也有采用晶閘管元件控制回路的，但防止受干擾影響誤動作是一個重要問題簡介近年來，隨著微機保護及集成型斷路蟄操作箱的廣泛應(yīng)用，變電站保護和控制設(shè)備的小型化、智能化及自動化水平大大提高，由于某些二次設(shè)備制造廠家在設(shè)計設(shè)備的小型化同時，對出口繼電器和開入光耦的安全動作功率重視不夠，驅(qū)動功率普遍較小。當(dāng)這些出口繼電器或開入光耦外接電纜較長、分布電容不能忽略時，常在系統(tǒng)有較大擾動時引起誤動，造成電網(wǎng)事故。為此，《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》中提出“經(jīng)長電纜跳閘回路，宜采取增加出口繼電器動作功率等措施，防止誤動”。眾所周知，增加動作功率勢必要增加設(shè)備的體積和功耗，并不是越大越好。因此,繼電器和光耦的最小安全動作功率成了抗干擾措施的重要參數(shù)。2007年現(xiàn)場實測和分析了各種干擾源的干擾水平和性質(zhì)，并通過實測控制電纜的分布電容參數(shù),較詳細(xì)地研究了安全動作功率與可接電纜長度的關(guān)系，得到了相對量化的繼電保護出口繼電器及開入光耦安全動作功率⑴。變電站干擾水平測試與分析1）開關(guān)場操作空間電磁干擾開關(guān)場刀閘帶電操作是一種很強的干擾源，它的干擾電壓瞬間幅值可達(dá)到2kV?3kV,干擾波可以通過母線輻射和耦合進入控制電纜芯線對保護及二次設(shè)備造成干擾。2）斷開直流回路電感線圈對直流系統(tǒng)的干擾斷開直流回路電感線圈可能直接對同一直流系統(tǒng)的二次設(shè)備造成干擾。為此，實測了4次不同500kV斷路器分合閘時直流操作電源回路的電壓干擾波，其中最高干擾電壓為100V左右，干擾電壓波形類似于開關(guān)場刀閘帶電操作（波形圖略），也是脈沖型式，脈沖持續(xù)時間為微秒級，但干擾電壓幅值相對較低，不會引起出口繼電器及開入光耦誤動。3）雷電干擾雷電干擾有類似于開關(guān)場刀閘操作通過開關(guān)場的空間電磁干擾進入保護設(shè)備的一面，還有通過兩端接地的屏蔽層對芯線造成干擾的一面。由于雷電波的干擾頻率較刀閘操作低,一旦受到干擾，不太容易防止。因此，反措要求二次設(shè)備的開關(guān)接地點要遠(yuǎn)離避雷器等一次設(shè)備的接地點。另外,電纜屏蔽層在開關(guān)場經(jīng)高阻接地及在控制室直接接地的屏蔽層接地方案有利于減少這種干擾。4）工頻干擾50Hz工頻干擾多是由于大電流接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障引起，系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，在變電站地網(wǎng)和大地中流過接地故障電流，產(chǎn)生地電位差，從而在兩端接地的控制電纜屏蔽層中流過工頻電流,對芯線造成干擾,進而對于其相連接的二次設(shè)備造成干擾。為了減少50Hz工頻對保護等二次設(shè)備的干擾，按25項反措要求，在開關(guān)廠順著電纜溝鋪設(shè)銅地網(wǎng)后可以解決這一問題。5）直流系統(tǒng)接地干擾由于操作箱的手跳、三跳繼電器及失靈保護啟動開入光耦的一端一般都與電源負(fù)極相連，另一端與控制電纜相連，當(dāng)電纜較長、分布電容不可以忽略時，直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地故障情況下，可能造成動作功率較小的繼電器或光耦開入誤動。6）交流電串入直流系統(tǒng)干擾同直流系統(tǒng)一點接地，當(dāng)直流系統(tǒng)受到交流干擾后，動作功率較小的重要出口繼電器或開入光耦將誤動。由于常用的交流電對地電壓大多是220V,峰值電壓311V,所以穩(wěn)態(tài)最高干擾電壓為311V,較直流系統(tǒng)接地嚴(yán)重。由上述分析可看出，引起重要出口繼電器及開入光耦誤動的主要原因為地網(wǎng)接地電阻不好情況下系統(tǒng)接地故障時的工頻干擾、直流系統(tǒng)接地干擾和交流電串入直流系統(tǒng)干擾，且均與外接長電纜有關(guān)⑶O出口繼電器及開入光耦安全動作功率對于上述幾種干擾源，地網(wǎng)接地電阻不好情況下系統(tǒng)接地故障時的工頻干擾應(yīng)嚴(yán)格按反措要求，在變電站及控制室之間鋪設(shè)銅地網(wǎng)，減少系統(tǒng)接地故障時的地電位差,應(yīng)能有效地防止誤動。但對于直流系統(tǒng)一點接地或交流電誤串入直流系統(tǒng)的干擾則并不那么簡單，有必要進行較深入的分析研究。.直流一點接地時的安全動作功率直流系統(tǒng)一點接地最嚴(yán)重的情況是直流系統(tǒng)負(fù)極經(jīng)一定的阻抗負(fù)接地后，再由繼電器動作變?yōu)檎拥亍?交流電串入直流系統(tǒng)時安全動作功率交流電串入引起執(zhí)行元件誤動的主要原因與外接電纜長度有關(guān)，如果外接電纜很短，交流電串入直流后形不成回路，不產(chǎn)生電流,執(zhí)行元件不會誤動，即使電纜很長，繼電器的動作功率足夠大時也不會引起誤動。因此有必要分析外接電纜長度與執(zhí)行元件動作功率的關(guān)系。.出口繼電器及開入光耦安全動作延時由于交流串入直流系統(tǒng)的時刻是不固定的，當(dāng)交流電非過零時刻發(fā)生串入直流事故，串入的瞬間會出現(xiàn)幅值很高的尖脈沖，尖脈沖峰值僅與回路電阻有關(guān)，與分布電容無關(guān),執(zhí)行元件一定會誤動作。尖脈沖過后，干擾電流按回路電阻和分布電容組成RC電路指數(shù)衰減?？梢钥闯?，尖脈沖峰值電流大大超過了動作電流,在220V直流系統(tǒng),5W執(zhí)行元件脈沖電流大于臨界動作電流14.77mA的時間為1.3ms,如果執(zhí)行元件不帶動作延時，一定誤動，靠提高動作功率是無效的，110V直流系統(tǒng)為1.1ms,因此為了確保不誤動，執(zhí)行元件必須帶一定的動作延時。因此，要求執(zhí)行元件無論是繼電器還是光耦必須帶不小于2ms延時，才能確保不誤動?？偨Y(jié)就目前國內(nèi)現(xiàn)狀而言，重要繼電保護出口繼電器的動作功率已普遍引起人們的重視，國家電網(wǎng)公司早已制定了動作功率不小于5W的反措，但各保護廠家執(zhí)行并不統(tǒng)一，主要原因是微機型保護或集成型操作箱的實現(xiàn)有一定困難。應(yīng)根據(jù)具體的工程實際情況靈活掌握，對控制電纜僅有兒十米長的小型變電站，動作功率可以適當(dāng)放寬，對