2、相继动作区长度的计算
假设相继动作区的临界点D的短路电流与N侧母线上的短路时的短路电流相等
' ?IdN??Idz?xl?1??Idz?xl?1
M侧保护中起动元件的一次动作电流为
IdZ?M??Idz?xl?1??Idz?xl?2 ?
依据电压平衡方程式 '?Idz?xl?1Z1(L?LM)??Idz?xl?1Z1LM??Idz?xl?2Z1L
????' (Idz?x?1?Idz?xl?2)L?(Idz?xl?1?Idz?xl?1)LM ?IdZ?ML?L M?IdN
相继动作区的长度用百分数表示
? LM%?LM?100%?IdZ?M?100%?LIdN
两侧保护相继动作区的总长度不得大于被保护线路总长的50%.
3、 死区
功率方向继电器采用90?接线,但当出口发生三相短路时,母线残压为零,功率方向继电器不动作,这种不动作的范围称为死区。死区在本保护出口,在对侧保护的相继动作区内。在死区内发生三相短路,两侧横差保护都不能动作。死区的长度不允许大于被保护线路全长的10%。
三、横联差动方向保护的整定计算
1.电流继电器的动作电流
(l)按躲开外部短路最大不平衡电流整定
'\ Idz?KkIbp?max?Kk(Ibp?max?Ibp?max)
式中I?bp?max—电流互感器 10%误差引起的最大不平衡电流
I?bp?max=KTA· Kfz· Ktx·Id?max ; I\bp?max—两回输电线路参数不同引起的最大不平衡电流;
电流继电器的起动电流 IdzIdz?j? nTA(2)躲开单回线运行时的最大负荷电流 KkI?Ifh?max dz?jKh
2.灵敏度校验
在相同灵敏系数点发生故障时,要求保护的灵敏度为2,即
Id?MId?N K???2lm IdZ?MIdZ?N四、横联差动方向保护的优缺点及应用范围
优点:能够迅速而有选择性地切除平行线路上的故障,实现起来简单、经济,不受系统振荡的影响。
缺点:存在相继动作区,当故障发生在相继动作区时,切除故障的时间增加1倍。保护装置还存在死区。需加装单回线运行时线路的主保护和后备保护。 应用:适用于66kV及以下的平行线路上。
第五章 电网高频保护
第一节 高频保护的基本概念
一、概述
高频保护:是用高频载波代替二次导线,传送线路两侧电信号,所以高频保护的原理是反应被保护线路首末两端电流的差或功率方向信号,用高频载波将信号传输到对侧加以比较而决定保护是否动作
高频保护与线路的纵联差动保护类似,正常运行及区外故障时,保护不动,区内故障全线速动。
二、载波通道的构成原理
目前应用比较广泛的载波通道是“导线一大地”制,其构成如图所示。 组成:1.高频阻波器
2.结合电容器 3.连接滤波器 4.高频电缆 5.保护间隙 6.接地刀闸
7.高频收、发信机
1、高频阻波器
高频阻波器是由电感线圈和可调电容组成的并联谐振回路,使高频电流限制在被保护输电线路以内。而工频电流可畅通无阻.
2.结合电容器
它是一个高压电容器,电容很小,对工频电压呈现很大的阻抗,使收发信机与高压输电线路绝缘,载频信号顺利通过
3.连接滤波器
它是一个可调节的空心变压器,与结合电容器共同组成带通滤波器,连接滤波器起着阻抗匹配的作用,可以避免高频信号的电磁波在传输过程中发生反射,并减少高频信号的损耗,增加输出功率。
4.高频电缆
用来连接户内的收发信机和装在户外的连接滤波器。 5.保护间隙
保护间隙是高频通道的辅助设备。用它来保护高频电缆和高频收发信机免遭过电压的袭击。
6.接地刀闸
接地刀闸也是高频通道的辅助设备。在调整或检修高频收发信机和连接滤波器时,用它来进行安全接地,以保证人身和设备的安全。
7.高频收、发信机
高频收发信机的作用是发送和接收高频信号。发信机部分是由继电保护来控制,通常都
是在电力系统发生故障时,保护起动之后它才发出信号,但有时也可以采用长期发讯的方式。由发信机发出信号,通过高频通道为对端的收信机所接收,也可为自己一端的收信机所接收。高频收信机接收到由本端和对端所发送的高频信号。经过比较判断之后,再动作于跳闸或将它闭锁。
三、高频信号的利用方式
按高频通道的工作方式分成 经常无高频电流 经常有高频电流
在这两种工作方式中,按传送的信号性质,又可以分为传送闭锁信号、允许信号和跳闸信号三种类型。
闭锁信号:收不到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。 允许信号:收到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。
传送跳闸信号:收到这种信号是保护动作于跳闸充分而必要条件的条件。实现这种保护时,实际上是利用装设在每一端的电流速断、距离I段或零序流速断等保护,当其保护范围内部故障而动作于跳闸的同时,还向对端发出跳闸信号,可以不经过其它控制元件而直接使对端的断路器跳闸。
第二节 高频闭锁方向保护
一、高频闭锁方向保护的基本原理
高频闭锁方向保护是通过高频通道间接比较被保护线路两侧的功率方向,以判别是被保护范围内部故障还是外部故障。
当区外故障时,被保护线路近短路点一侧为负短路功率,向输电线路发高频波,两侧收信机收到高频波后将各自保护闭锁。
当区内故障时,线路两端的短路功率方向为正,发信机不向线路发送高频波,保护的起动元件不被闭锁,瞬时跳开两侧断路器。
高频闭锁方向保护的原理接线图
起动发信继电器:灵敏度较高,用来起动高频发信机 起动跳闸继电器: 灵敏度较低,用来起动跳闸回路
功率方向继电器: 判断短路功率的方向 停信继电器:在内部故障时停止发出高频信号
闭锁继电器5:用以控制保护的跳闸回路,带有工作线圈和制动线圈. 只有当工作线圈有电流时继电器才动作;而当制动线圈或两组线圈同时有电流时继电器均不动作
1.区外故障
如在D1点短路,被保护线路AB两侧的起动发信机电流继电器,向高频通道发信,近短
路点B侧的短路功率是负的,功率方向继电器不动作,不去停信。输电线路AB两侧方向高频保护的收信机收到高频信号,将各自的保护闭锁,不发出跳闸脉冲。
2.区内故障 如在D2点短路,两侧起动发信机继电器1及起动跳闸继电器2动作,,向高频通道发信,两侧收信机收到高频信号后,立刻将保护闭锁,但两侧方向继电器3承受正方向短路功率而起动。首先停信,解除闭锁,与此同时闭锁继电器起动,发出跳闸脉冲。
3.系统振荡
二、高频闭锁负序方向保护
高频闭锁负序方向保护单端原理接线如下图所示。
它由 : 双向动作的负序功率方向继电器KPD2、起动发信机继电器1K、闭锁保护继电器2KL、口继电器3KOM 等组成。
1. 区内故障
负序功率方向继电器KPD2触点向下闭合、停信,起动闭锁继电器2KL发出跳闸脉冲。 2.区外故障 靠近短路点的一侧负序功率继电器KPD2的接点向上闭合,起动发信机继电器向高频通道发信,两侧收信机收到高频信号将各自保护闭锁。 3.整定计算 灵敏元件的动作电流,按躲开最大负载情况下最大负序不平衡电流 Ibpmax整定为 I2dz.lm=0.1If.max 不灵敏元件的动作电流与灵敏元件相配,即 I2dz.blm=(1.5~2)I2dz.lm 第三节 高频闭锁距离保护 下图为高频闭锁距离保护的原理说明,假设线路两侧均采用三段式距离元件.