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即可满足在重合闸后仍能互相配合的要求。
2. 距离保护定值计算中所用助增系数(或分支系数)的选择及计算
助增系数(或分支系数)的正确计算,直接影响到距离保护定植及保护范围的大小,也就影响了保护各段的相互配合及灵敏度。正确选择与计算助增系数,是距离保护计算配合的重要工作内容之一。
(1) 对于辐射状结构电网的线路保护配合时
这种系统,其助增系数与故障点之位置无关。计算时故障点可取在线路的末端,主电源侧采取大运行方式,分支电源采用小运行方式。
(2) 环形电力网中线路保护间助增系数的计算
这种电力网中的助增系数随故障点位置的不同而变化。在计算时,应采用开环运行的方式,以求出最小助增系数。
(3) 单回辐射线路与环网内线路保护相配合时应按环网闭环运行方式下,在线路末端故障时计算。
(4) 环网与环网外辐射线路保护间相配合时应按环网开环计算。
应该指出,上述原则无论对于辐射状电网内,还是环形电网内的双回线与单回线间的助增系数的计算都是适用的。
注:以上原则参见华中理工大学 吕继绍 编 《电力系统继电保护设计原理》第278页。
6.2.3 相间距离保护整定计算
目前电力系统中的相间距离保护多采用三段式阶梯型时限特性的距离保护。三段式距离保护的整定计算原则与三段式电流保护的整定计算原则相同。
1. 相间距离保护第I段整定计算
(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。线路AB上,断路器5QF处的相间距离保护第Ⅰ段的整定值为:
Z 式中:Z??set1?set1?KZrel?AB (6-1)
——AB线路A侧断路器1QF处相间距离保护第Ⅰ段的整定值;
Krek——相间距离保护第Ⅰ段的可靠系数,取0.85; ZAB——被保护线路AB的正序阻抗。
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(2)相间距离保护第Ⅰ段的动作时间为: top1?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
?Z式中,Z Z K K??set1ABK?rel1ZAB?K'?rel1KbminZ?set3 (6-2)
—— 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。
?set1?rel'?relKbmin (2) 与相邻变压器纵差保护配合
Z?set1?'?relK?rel1ZAB?K'?rel1KbminZ (6-3)
T式中, K=0.7
ZT ——相邻变压器的正序阻抗; Kbmin——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。
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: top1=0.5s
(4) 相间距离保护第Ⅱ段的灵敏度校验: K?sen??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:
Z?set1?K?rel1ZAB?K'?rel1KbminZ?set3 (6-5)
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式中, K?rel=0.8∽0.85
K'?rel?0.8
Z?set3——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: t??op1=top3+△t
式中, t?op3——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???0.9UNset1? KrelKreKssILmaxcos(?sen??L)式中, K???rel—— 相间距离保护第Ⅲ段可靠系数,取1.2∽1.3; Kre —— 返回系数,取1.15∽1.25: Kss —— 自起动系数,取1; UN —— 电网的额定相电压;
ILmax —— 最大负荷电流;
?sen —— 阻抗元件的最大灵敏角,取700。
?0L —— 负荷阻抗角,取26。
(2) 相间距离保护第Ⅲ段动作时间为: t????op1?top3?△t
(3) 相间距离保护第Ⅲ段灵敏度校验: 当作近后备时 ?? K???set1sen?Z?Z?1.3~1.5 AB 当作远后备时
23 (6-6)
6-7)
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K式中, K???sen?ZABZ?K???set1bmaxZ?1.2 (6-8)
BCbmax——分支系数最大值。
4. 线路 AD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:
线路名称 DC D变电站侧 保护安装地点 保护编号 C变电站侧 Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 145.175 17 32.32 227 0.85 0.0 0.5 0.85 保护段 整定值(Ω) 动作时限(S) Ⅰ Ⅱ 17 29.6 0.0 0.5 5 6 AD Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 17 30 145.176 17 29.6 151 0.0 0.5 0.85 0.0 0.5 0.85 D变电站侧 7 A变电站侧 8
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第 6.3 节 距离保护的评价及使用范围
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。
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