? 电流变化量起动
?I??MAX?1.25?IT??IZD
?I??MAX是相间电流的半波积分的最大值; ?IZD为可整定的固定门坎;
?IT为浮动门坎,随着变化量的变化而自动调整,取1.25倍可保证门坎始终略高于不平衡输出。
该元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。 ? 零序过流元件起动
当外接和自产零序电流均大于整定值时,零序起动元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。
? 位置不对应起动
这一部分的起动由用户选择投入,条件满足总起动元件动作并展宽15秒,去开放出口继电器正电源。
3.3.2 保护起动元件
保护起动元件与总起动元件相比,增加了一个电流变化量低定值起动元件,用以起动闭锁式方向保护的发信,其判据为:
?I??MAX?1.125?IT?0.5?IZD
电流变化量低定值起动元件动作仍进入正常运行程序,当电流变化量高定值起动元件或零序过流元件动作进入故障测量程序。
3.3.3 选相元件 2.3.3.1 概述
在高压系统中广泛采用单相自动重合闸,这就需要选相元件。选相元件在单相故障时应选出故障相,在多相故障时,不要求选出故障相,但应能判定为多相故障而立即跳三相。
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最简单的选相元件是电流选相元件。它的启动电流应按避开健全相可能出现的最大电流整定。但在运行方式变化很大和单相经高电阻接地时,灵敏度可能不足。最严重的情况发生在受电侧,那里故障电流可能小于负荷电流。
电压选相元件:按避开正常运行时的最低电压整定,例如整定为额定电压的75%,大电源侧,对长线末端故障将不灵敏。
在70年代曾普遍使用带偏移圆特性的相阻抗作为选相元件。相阻抗继电器对两相短路不接地故障是不灵敏的。在双侧电源下送电侧的超前相继电器有较高的灵敏度,而落后相继电器则很不灵敏,受电侧则反之。此时选相跳闸的结果可能两侧跳开的不是同一相,故障处的电弧将不能熄灭。由于两相短路不接地故障的机率很小,传统的办法是利用零序电压元件不动作,接通三相跳闸回路。阻抗继电器为了测量准确,在电流回路中引入零序电流补偿,为了消除死区,又希望采用偏移特性。这样,在出口单相接地故障时,两健全相都可能动作。采用零序电流补偿的姆欧继电器作为选相元件,在长线路出口单相经过渡电阻短路时,超前相选相元件也可能误选相。
选相元件分变化量选相元件和稳态量选相元件,所有反映变化量的保护(如变化量方向、工频变化量阻抗)用变化量选相元件,所有反映稳态量的保护(如阶段式距离保护)用稳态量选相元件。
3.3.3.2 相电流差变化量选相元件
选相元件测量两相电流之差的工频变化量?IAB、?IBC、?ICA的幅值。
?IAB??1?a2???I1??1?a???I2
?IBC??a2?a???I1??a?a2???I2 ?ICA??a?1???I1??a2?1???I2
单相接地时,如A相接地,?I1??I2
?IAB?3??I1
?IBC?0 ?ICA??3??I1
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由此可见,与故障相无关的两相电流差为零。
二相短路时,如BC二相短路,?I1???I2
?IAB??a?a2???I1?3??I1??90?
?IBC?2?a2?a???I1?23??I1?90? ?ICA??a?a2???I1?3??I1??90?
三个都有电流,与故障相直接相关的继电器电流最大。
二相接地时本质上特性与二相短路相同,三相短路则三个继电器电流相同。
因而,继电器的选相方法是当仅二个继电器动作时,选与二个继电器直接相关的相为故障相,例如?IAB、?ICA动作选A相,当三个元件都动作时,选为多相故障。
相电流差变化量继电器的测量判据是:
?I???1.25??IT?m??I??MAX?0.2?IN
其中:?I??是相间电流变化量的半波积分值;
?IT为浮动门坎,随着变化量的变化而自动调整,取1.25倍可保证门坎始终略高
于不平衡输出。
?I??MAX是取三个相间电流变化量的最大值,取其一部分作为制动量,有效的防止
了单相故障时非故障相的误动,其制动系数m的取值考虑了系统正负序阻抗不等,而非故障相间可能产生的最大不平衡分量,同时还保证了二相经过渡电阻故障的最不利条件下不漏选相。?I??MAX带记忆,可保证当本侧开关经选相跳开后,对侧后跳闸过程中本侧非故障相选相元件不误动。
0.2?IN为固定门坎。 这些措施可解决:
a. 单相故障时,可有效防止非故障相误动。
b. 系统正负序阻抗不等,非故障相间可能产生最大不平衡分量,也不会误选相。 c. 本侧开关经选相跳闸后,对侧跳闸过程中,保证本侧非故障相选相元件不误动。 d. 二相经过渡电阻故障最不利条件下,保证不漏选相。
e. 系统频率偏差及系统振荡所产生的不平衡电流不致误动作。
这种选相元件的优点是简单、灵敏、准确、快速,是快速主保护较理想的选相元件。用于CKF-1,LFP-901A,RCS-901中,选相与保护在原理上自动适应,如用于阶段式距离保护,对多重发展性故障,可能不能正常选相,特别是先选相后计算,将遇到麻烦。
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3.3.3.3 I0与I2A比相的选相元件
选相程序首先根据I0与I2A之间的相位关系,确定三个选相区之一,如图3.3.3.3a。
当 ?60?Arg0I0?600 时选A区 I2A600?ArgI0?1800 时选B区 I2AI0?3000 时选C区 I2AI2A1800?Arg600A区?600B区C区1800
图3.8.1 选相区域
单相接地时,故障相的I0与I2同相位,A相接地时,I0与I2A同相,B相接地时,I0与I2A相差在120°,C相接地时,I0与I2A相差240°。
二相接地时,I0与I2同相位,BC相间接地故障时,I0与I2A同相,CA相间接地故障时,
I0与I2A相差120°,AB相间接地故障时,I0与I2A相差240°。当两相接地短路时,向量关系就不对了,必须结合Zφ的动作情况,这样就能作出正确判断。
另外,当二相经过渡电阻接地时,以BC0为例,此时I0与I2a不再同相,有时相位差较大,如BC二相经过渡电阻接地时,I2b与I0接近同相,不进入A区而进入B区。因此,二相经过渡电阻接地时,可能进入二故障相中超前相的选区。如AB故障可能进入A区。
因此I0,,I2a相位进入A区时,一般有三种情况:A相接地短路;或BC二相接地短路;
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也有可能是AB二相经过渡电阻接地短路。因此选相规则为:
(1)先检查ZA,若不动作,则检查ZBC,ZBC动作则选BC,若ZBC不动作,则选相无效,由后备回路延时150ms跳闸。
(2)若ZA动作,则比较A相和B相电压,若B相电压也较低,则为AB二相接地短路,否则为A相单相接地。
3.3.3.4工作电压突变量ΔUop选相元件
保护有六个测量元件,同时也作为选相元件,它们是: ΔUopA,ΔUopB,ΔUopC;ΔUopAB,ΔUopBC,ΔUopCA
先比较三个相工作电压,取最大相ΔUopφmax,与另二相的相间ΔUopφφ比较,大于一定倍数即判为该最大相单相故障。若不满足,则判为多相故障,取ΔUopφφ中最大的为多相故障的测量相。
3.3.4 振荡闭锁 3.3.4.1 概述
系统安全稳定运行,是系统向用户供电的前提。合理的电网的结构是电力系统安全稳定运行的物质基础。在电力系统不断发展、电力系统网络和大型联合系统的建设过程中,当运行系统中某一元件发生故障,尤其是在发生多重故障时,都可能发展为失去控制的稳定破坏或因恶性连锁反应而扩大事故,造成全网的大面积停电和设备损坏。运行实践证明,不管对系统稳定性的要求如何严格,措施如何完善,总可能因一些事先不可预计的各种偶然因素叠加,产生稳定破坏事故,而过份对系统稳定性的要求,又需要大量的投资。
在主系统发生稳定破坏后,关键问题在于如何能合理而快速的平息振荡和最快地使系统恢复正常,因而正确处理系统振荡的有效方法是坚持保持整个系统的完整性,不允许手动或由继电保护自动地任意解列线路(预定的解列点除外),而由手动或自动装置减少送端系统侧水电机组的出力及受端切负荷。用这种方式可以迅速平息系统振荡,因此在电力系统振荡时,继电保护不应动作,对受振荡影响可能要误动作的保护(主要是距离保护)要实现振荡闭锁。
在系统振荡过程中,或者在短时开放保护之后的闭锁过程中,为减小系统损失,防止系统全面瓦解,有效的办法是再故障出现时,也再开放保护,立即将故障元件从系统中断开。这一任务的完成各国有各国的方法,我们认为利用原来的元件实现再开放是不合理的。因为
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