(1)相间距离保护第Ⅰ段的整定值主要是要躲过本线路的末端相间故障。在图5-1所示的网络中,线路AB断路器1QF处的相间距离保护第Ⅰ段的整定值为:
Zset1?A
?KZrel?AB (6-1)
1QF 2QF B
3QF C
4QF 图6.1 距离保护整定计算的系统图
T 5QF D
式中:
ZK??set1——AB线路A侧断路器1QF处相间距离保护第Ⅰ段的整定值;
rek——相间距离保护第Ⅰ段的可靠系数,取0.85; ——被保护线路AB的正序阻抗。
ZAB (2)相间距离保护第Ⅰ段的动作时间为:
t?op1?0
(3)相间距离保护第Ⅰ段的灵敏度用范围表示,即为被保护线路全长的80%∽85% 2. 相间距离保护II段整定计算
(1) 按与相邻线路距离保护I段配合整定
Zset1?Krel1ZAB?Krel1KbminZset3 (6-2)
式中,
??'??ZZKAB?set1?rel —— 被保护线路AB阻抗;
—— 相邻线路相间距离保护I段动作阻抗; —— 相间距离保护第Ⅱ段可靠系数,取0.8∽0.85; —— 相间距离保护第Ⅱ段可靠系数,取0.8;
—— 分支系数最小值,为相邻线路第段距离保护范围末端短路时流过故障线电流与被保护线电流之比的最小
值。
K'?relKbmin (2) 与相邻变压器纵差保护配合
Zset1?
?Krel1ZAB?Krel1KbminZT (6-3)
16
?'?式中,
KT'?rel=0.7
Z ——相邻变压器的正序阻抗;
——相邻变压器另侧母线,如D母线短路时流过变压器的短路电流与被保护线电流之比的最小值。
Kbmin取所有与相邻元件相间短路保护配合计算值中的最小值为整定值。 (3) 相间距离保护第Ⅱ段的动作时间为:
t?op1=0.5s
(4) 相间距离保护第Ⅱ段的灵敏度校验:
?
Ksen??ZZ?set1AB?1.3~1.5 (6-4)
(5) 当不满足灵敏度要求时可与相邻线相间距离保护第Ⅱ段配合。这时有:
Zset1?式中,
Krel1ZAB?Krel1KbminZset3 (6-5)
?'??KKZ?rel'?rel?set3=0.8∽0.85
?0.8
——相邻线路相间距离保护第Ⅱ段的整定值。
这时,相间距离保护第Ⅱ的动作时间为: 式中,
tt?=op1?op3t?op3+△t
——相邻线路相间距离保护第Ⅱ段的动作时间。
3. 相间距离保护III段整定计算 (1) 躲过被保护线路的最小负荷阻抗 采用方向阻抗继电器
Z式中,
????set10.9UKKKIcos(?NrelressLmaxsen??L) (6-6)
K???rel—— 相间距离保护第Ⅲ段可靠系数,取1.2∽1.3; —— 返回系数,取1.15∽1.25: —— 自起动系数,取1;
KKress
UN —— 电网的额定相电压;
17
ILmax —— 最大负荷电流;
—— 阻抗元件的最大灵敏角,取66.9
0
0
?Lsen。
?
—— 负荷阻抗角,取26。
(2) 相间距离保护第Ⅲ段动作时间为:
top1?top3?△t
???? (3) 相间距离保护第Ⅲ段灵敏度校验: 当作近后备时
???sen
K?ZZ???set1AB?1.3~1.5 (6-7)
当作远后备时
???sen
K?ZZ?KAB???set1bmaxZ?1.2 (6-8)
BC式中,
Kbmax——分支系数最大值。
4. 线路 A-BD2相间距离保护整定计算结果:
表6.1 相间距离保护整定计算结果:
保护段 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 整定值(Ω) 14.62 27.68 156.43 14.62 32.33 156.43 动作时限(S) 0.0 0.5 1.0 0.0 1.0 1.5
6.2.4 距离保护的评价及应用
根据距离保护的工作原理,它可以在多电源复杂网络中保证有选择性地动作。它不仅反应短路时电流的增大,而且又
18
反应电压的降低,因而灵敏度比电流、电压保护高。保护装置距离I段的保护范围不受系统运行方式的影响,其它各段受系统运行方式变化的影响也较小,同时保护范围也可以不受短路种类的影响,因而保护范围比较稳定,且动作时限也比较固定而较短。
虽然距离保护第I段是瞬时动作的,但是,它只能保护线路全长80%∽85%,它不能无时限切除线路上任一点的短路,
一般线长15%∽20%范围内的短路要考带0.5s时限的距离II段来切除,特别是双侧电源的线路就有30%∽40%线长的短路,不能从两端瞬时切除。因此,对于220KV及以上电压网络根据系统稳定运行的需要,要求全长无时限切除线路任一点的短路,这时距离保护就不能作主保护来应用。
距离保护的工作受到各种因素的影响,如系统振荡、短路点的过度电阻和电压回路的断线失压等。因此,在保护装置中需采取各种防止或减少这些因素影响的措施,如振荡闭锁、瞬时测定和电压回路的断线失压闭锁等,需应用复杂的阻抗继电器和较多的辅助继电器,使整套保护装置比较复杂,可靠性相对比电流保护低。
虽然距离保护仍存在一些缺点,但是,由于它在任何形式的网络均能保证有选择性的动作。因此,广泛地以内功用在35KV及以上电压的电网中。通常在35KV电压网络中,距离保护可作为复杂网络相间短路的主保护;110∽220KV的高压电网和330∽500KV的超高压电网中,相间短路距离保护和接地短路距离保护主要作为全线速动主保护的相间短路和接地短路的后备保护,对于不要求全线速动保护的高压线路,距离保护则可作为线路的主保护。
第6.3节 平行双回线路横联差动保护的整定计算
6.3.1 基本概念
为了提高电力系统并联运行的稳定性和增加线路的传输容量,电力系统中常采用平行双回线路运行方式。平行双回线一般采用横联差动保护。所谓横联差动保护包括横联差动电流方向保护和电流平衡保护。
横联差动电流方向保护是利用功率方向元件判断故障线路。她既可用于电源侧,也可用于受电侧。电流平衡保护是利用两回线电流大小判断故障线路,它只能用于电源侧。由于电流平衡保护的接线和调整都比较简单,因此常常在再平行线路主电源侧装设电流平衡保护,而在另一侧装设横联差动电流方向保护。 6.3.2 横联差动电流方向保护的整定计算
1.起动元件的动作电流的计算
(1) 按躲过保护线路外部短路的最大不平衡电流整定 Iop = Krel Ianb.max =KrelKerKnpKst I(3)k.max/2 式中:Krel ?可靠系数,取1.2 ? 1.3, Ker ?电流互感器的误差系数,取0.1 Knp ?非周期分量系数,取1.5 Kst ?电流互感器的同型系数,取0.5 I(3)k.max ?线路外部短路的最大短路电流
19
(6-3-1)
(2) 按躲过单回线路运行时的最大总负荷电流整定
Iop =
KrelILmax (6-3-2) Kre式中:Krel ?可靠系数,取1.2 ? 1.3, Kre ?返回系数,取0.85
IL.max ?单回线路运行时的最大总负荷电流
2. 灵敏度校验:
当两回线路阻抗相等时,按任一回线路中点短路时的最小短路电流校验,即
Ksen =
IKmin?2 (6-3-3) Iop3.相继动作区的计算
在对侧母线附近短路时,流入本侧保护的电流很小,保护拒动。而流入对侧保护的电流很大,对侧保护会动作。对侧保护动作跳闸后短路电流重新分配,从而本侧保护才能动作,因此形成相继动作。相继动作区按下式计算:
Lx.j =
lx?100%?Iop?100%
Ikmin?l (6-3-4)
式中:Ikmin??相继动作区分界点处短路的总短路电流,一般短路点近似取在保护对端母线上 一般要求相继动作区应小于线路长度的50% 。 6.3.3 电流平衡保护的整定计算
1.电流平衡保护的特点
电流平衡保护与横差动电流方向保护相同之处,都是用双回线路的差电流作为起动元件;不同之处在于电流平衡保护是用电流平衡继电器代替方向继电器来判断双回线路中的故障线路。电流平衡继电器是按比较双回线路中电流绝对值而工作的,同时还引入电压量进行制动。
电流平衡保护如用于双回线路的非电源侧时,当非电源侧线路的出口发生故障,两回线路中电流值几乎相等,电流平衡继电器将会拒绝动作,故不应采用这种保护方式。
2.起动元件的动作电流的计算
按躲过保护线路外部短路的最大不平衡电流整定 Iop = Krel Ianb.max =KrelKerKnpKst I(3)k.max/2 式中:Krel ?可靠系数,取1.2 ? 1.3, Ker ?电流互感器的误差系数,取0.1 Knp ?非周期分量系数,取1.5 Kst ?电流互感器的同型系数,取0.5 I(3)k.max ?线路外部短路的最大短路电流
20
(6-3-5)