線路保護(hù)配置介紹 電流電壓保護(hù):35kV及以下的線路保護(hù)通常以電流保護(hù)為主,作為相間短路的保護(hù),一般配置兩段或三段,再根據(jù)實(shí)際情況考慮是否再增加方向元件或電壓元件。 距離保護(hù):110kV及以上的高壓線路通常以距離保護(hù)作為相間短路的保護(hù),一般配置三段。距離保護(hù)是以反應(yīng)從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間阻抗大?。ň嚯x大?。┑?。距離保護(hù)的三段式階梯特性也是以定量測量判斷故障位置,但因其判斷故障位置的量是非電氣量距離,因而其保護(hù)區(qū)不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響 零序電流保護(hù):110kV及以上電網(wǎng)中變壓器中性點(diǎn)直接接地,為大接地電流系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí),通過變壓器接地點(diǎn)構(gòu)成短路通路, 系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序分量。110kV及以上的高壓線路通常以零序電流方向保護(hù)作為接地短路的保護(hù),一般配置三段或四段。 縱聯(lián)保護(hù): 220kV及以上的高壓、超高壓線路通常以縱聯(lián)保護(hù)達(dá)到全線瞬時(shí)切除故障的要求,再配置三段式相間距離保護(hù)、三段式接地距離保護(hù)及兩段零序電流保護(hù)作后備??v聯(lián)保護(hù)依靠測量元件的定性測量判斷故障位置,借助于通道,將判別量傳送到各側(cè),然后根據(jù)特定的關(guān)系,判定區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障性質(zhì),以達(dá)到瞬時(shí)切除全線故障的目的。判別元件和通道是縱聯(lián)保護(hù)構(gòu)成的主要部分。 通用整定規(guī)則 終端線原則 電流保護(hù)I段 ①按躲本線路末端變壓器其它側(cè)故障整定。 電流保護(hù)Ⅱ段(可省略) ①按本線路末端故障有規(guī)定靈敏度整定。 ②按躲本線路末端變壓器其它側(cè)故障整定。 ③按與本線路變壓器時(shí)限速斷保護(hù)配合整定。 電流保護(hù)Ⅲ段 ①按本線路末端故障有規(guī)定靈敏度整定。 ②按本線路變壓器其它側(cè)故障有靈敏度整定。 ③按躲最大負(fù)荷電流整定。 聯(lián)絡(luò)線原則 電流保護(hù)I段 ①按躲本線路末端故障整定。 電流保護(hù)Ⅱ段 ①按本線路末端故障有規(guī)定靈敏度整定。 ②按與相鄰線路的電流電壓保護(hù)配合整定。 ③按躲本線路末端變壓器其它小阻抗側(cè)故障整定。 ④按相鄰無保護(hù)線路末端故障有靈敏度整定。 電流保護(hù)Ⅲ段 ①按躲最大負(fù)荷電流整定。 ②按相鄰線路末端故障有靈敏度整定。 ③按與相鄰變壓器時(shí)限速斷保護(hù)配合整定。 相間距離保護(hù)Ⅰ段 ①按躲本線路末端故障整定。 ②按躲本線路末端變壓器其它小阻抗側(cè)故障整定。 相間距離保護(hù)Ⅱ段 ①按本線路末端故障有規(guī)定靈敏度整定。 ②按與相鄰線路的相間距離保護(hù)配合整定。 ③按與相鄰線路的電流電壓保護(hù)配合整定。 ④按與相鄰線路縱聯(lián)保護(hù)配合整定。 ⑤按相鄰無保護(hù)線路末端故障有靈敏度整定。 ⑥按躲本線路末端變壓器其它小阻抗側(cè)故障整定。 相間距離保護(hù)Ⅲ段 ①按本線路故障有規(guī)定靈敏度整定。 ②按躲最小負(fù)荷阻抗整定。 ③按與相鄰線路的相間距離保護(hù)配合整定。 ④校核定值不應(yīng)伸出相鄰變壓器其它小阻抗側(cè)。(定值若躲不過,時(shí)間延長到設(shè)置時(shí)間;若躲得過,按整定級差取) ⑤按相鄰線路末端故障有靈敏度整定。 ⑥按相鄰變壓器末端故障有靈敏度整定。 電流保護(hù) 電流速斷保護(hù)(第Ⅰ段): 對于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時(shí)動作電流保護(hù),稱為電流速斷保護(hù)。 圖中: 1--最大運(yùn)行方式下d(3) 2--最小運(yùn)行方式下d(2) 3--保護(hù)1第一段動作電流 電流速斷保護(hù) 按躲過本線路末端最大三相短路電流整定,計(jì)算公式: IDZ.I≥KkID.max 式中:Kk——可靠系數(shù),取Kk≥1.3; ID.max——本線路對側(cè)或兩側(cè)最大三相短路電流的數(shù)值;時(shí)間定值整定為0S。 延時(shí)電流速斷保護(hù) 按保本線路末端有足夠的靈敏度整定且能躲過下級最大配變的勵(lì)磁涌流(如電流定值躲不過最大配變的勵(lì)磁涌流,可加低電壓閉鎖功能),計(jì)算公式: IDZ.Ⅱ≥√3/2ID.min/Klm 式中:Klm——靈敏系數(shù): a)20km以下的線路不小于1.5; b)20~50km的線路不小于1.4; C)50km以上的線路不小于1.3。 ID.min——本線路末端最小短路電流的數(shù)值 時(shí)間按配合關(guān)系整定,時(shí)間定值整定為0.1S 過電流保護(hù) 按躲最大負(fù)荷電流整定,最大負(fù)荷電流應(yīng)考慮常見方式下可能出現(xiàn)的最嚴(yán)重情況,如雙回線一回?cái)嚅_、備用電源自投、由調(diào)度部門提供的事故過負(fù)荷、負(fù)荷自起動電流等。計(jì)算公式: IDZ.Ⅲ≥(Kk/Kf)IFH.max 式中:Kk——可靠系數(shù),取Kk≥1.2; Kf——返回系數(shù),取0.85~0.95 FH.max——本線路最大負(fù)荷電流 時(shí)間按配合關(guān)系整定,時(shí)間定值整定為0.4S Ⅲ段整定值的計(jì)算和靈敏性校驗(yàn) ①躲最大負(fù)荷電流 ②在外部故障切除后,電動機(jī)自起動時(shí),應(yīng)可靠返回。 對電流保護(hù)的評價(jià) 1、選擇性:在單測電源輻射網(wǎng)中,有較好的選擇性(靠IdZ、t),但在多電源或單電源環(huán)網(wǎng)等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中可能無法保證選擇性。 2、靈敏性:受運(yùn)行方式的影響大,往往滿足不了要求。(電流保護(hù)的缺點(diǎn)) 例:第Ⅰ段:運(yùn)行方式變化較大且線路較短,可能失去保護(hù)范圍;第Ⅲ段:長線路重負(fù)荷(If增大,Id減?。?,靈敏性不滿足要求。 3、速動性:第Ⅰ、Ⅱ段滿足;第Ⅲ段越靠近電源,t越長。 4、可靠性:線路越簡單,可靠性越高。 電流保護(hù)的應(yīng)用范圍: 35KV及以下的單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)中;在110KV及以上,作輔助保護(hù)。 方向電流保護(hù)問題的提出 雙電源多電源和環(huán)形電網(wǎng)供電更可靠,但卻帶來新的保護(hù)問題。 解決辦法:加裝方向元件——功率方向繼電器。僅當(dāng)它和電流測量元件均動作時(shí)才啟動邏輯元件。 方向元件的規(guī)定 為了提高保護(hù)動作的可靠性,單側(cè)電源線路的相電流保護(hù)不應(yīng)經(jīng)方向元件控制。 雙側(cè)電源線路的相電流和零序電流保護(hù),如經(jīng)核算在可能出現(xiàn)的不利運(yùn)行方式和不利故障類型下,均能與背側(cè)線路保護(hù)配合,也可不經(jīng)方向元件控制;在復(fù)雜電網(wǎng)中,為簡化整定配合,相電流和零序電流保護(hù)宜經(jīng)方向元件控制。為不影響相電流和零序電流保護(hù)的動作性能,方向元件要有足夠的靈敏系數(shù),且不能有動作電壓死區(qū)。 距離保護(hù) 與電流保護(hù)類似,距離保護(hù)一般也都采用相互配合的三段式配置方式,即分成距離Ι段、Ⅱ段和Ⅲ段。 距離Ι段和距離Ⅱ段作為本級線路的主保護(hù),距離Ⅲ段作為本線路的近后備和相鄰線路的遠(yuǎn)后備。 距離保護(hù)Ι段的整定 距離保護(hù)Ι段為瞬時(shí)速動段,同電流Ι段一樣,它只反應(yīng)本線路的故障,為保證動作的選擇性,在本線路末端或下級線路始端故障時(shí),應(yīng)可靠地不動作。 可靠系數(shù)主要考慮的是:各種影響因素的相對誤差。 為彌補(bǔ)距離Ι段不能保護(hù)本線路全長的缺陷,增設(shè)距離Ⅱ段,要求它能夠保護(hù)本線路的全長,保護(hù)范圍需與下級線路的距離Ι段(或距離Ⅱ段)相配合。 距離保護(hù)的評價(jià) 選擇性:在多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中能保證動作的選擇性。 速動性:距離保護(hù)第一段能保護(hù)線路全長的80~85%,但對于雙側(cè)電源的輸電線路的故障至少有30%的保護(hù)要以第二段時(shí)間切除。 靈敏性:距離保護(hù)第一段能保護(hù)線路全長的80~85%,比單一的電流保護(hù)靈敏度高。 可靠性:阻抗繼電器接線復(fù)雜,可靠性較電流保護(hù)低。 零序電流保護(hù) 在大接地電流系統(tǒng)中發(fā)生接地故障后,就有零序電流、零序電壓和零序功率出現(xiàn),利用這些電量構(gòu)成保護(hù)接地短路故障的繼電保護(hù)裝置統(tǒng)稱為零序電流方向保護(hù)。 三相星形接線的過電流保護(hù)雖然也能保護(hù)接地短路故障,但其靈敏度較低,保護(hù)時(shí)限較長。采用零序保護(hù)就可克服此不足。 零序分量的特點(diǎn): ⑴零序電壓 : 故障點(diǎn)U0最高,離故障點(diǎn)越遠(yuǎn), U0越低.變壓器中性點(diǎn)接地處U0=0 ⑵零序電流 分布: 中性點(diǎn)接地變壓器的位置有關(guān); 大小: 線路及中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗有關(guān)。 ⑶零序功率 大小:短路點(diǎn)最大(與U0相同); 方向:與正序相反,從線路→母線。 ⑷相位差由變壓器ZB10的阻抗角決定,與被保護(hù)線路的零序阻抗及故障點(diǎn)的位置無關(guān)。 電網(wǎng)中出現(xiàn)零序電流的主要原因有幾點(diǎn): (1)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地和兩相短路接地時(shí)會產(chǎn)生零序電流; (2)電網(wǎng)出現(xiàn)非全相運(yùn)行狀態(tài),例如線路出現(xiàn)單相或兩相斷線、單相重合閘情況下,電網(wǎng)中會出現(xiàn)零序電流; (3)在零序回路互相隔離的兩回線上,當(dāng)其中一回線因故通過零序電流時(shí),也會在空間并列的另一回線上感應(yīng)出零序電壓,從而產(chǎn)生零序電流。 零序保護(hù)的I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段的保護(hù)范圍: 零序保護(hù)的I段是按躲過本線路末端單相短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)裝置的最大零序電流整定的,它不能保護(hù)線路全長。 零序保護(hù)的Ⅱ段是與保護(hù)安裝處相鄰線路零序保護(hù)的I段相配合整定的,它不僅能保護(hù)本線路全長,而且可以延伸至相鄰線路。 零序保護(hù)的Ⅲ段與相鄰線路的Ⅱ段相配合,是 I、Ⅱ段的后備保護(hù)。 Ⅳ段則一般作為Ⅲ段的后備保護(hù)。 零序一段: 1)按躲開線路末端接地短路最大零序電流整定;Idz=Kk*3I0zd 式中:Kk——取1.2~1.3 3I0zd——線路末端接地短路流過保護(hù)的最大零序電流 (2)按躲開開關(guān)三相不同時(shí)合閘的零序電流整定,當(dāng)使用快速開關(guān)時(shí),此電流出現(xiàn)時(shí)間很短,一般不考慮。 Idz=Kk*3I0 式中:Kk——取1.3 3I0——開關(guān)三相不同時(shí)合閘的零序電流。 零序二段: (1)按與相鄰一段或二段配合整定。 Idz1=Kk*Kfz*Idz2 式中: Kk——取1.1~1.5 Kfz——計(jì)算可能方式下的最大值 Idz2——下級保護(hù)一段(或二段)的整定值。 當(dāng)按下級一段整定靈敏度較低時(shí),可改與下級二段整定。 (2) 按不伸出線路末端變壓器差動范圍整定。 當(dāng)變壓器高中壓側(cè)均為接地系統(tǒng)時(shí),按下式整定。 Idz=Kk*3I0 式中: 3I0—線路對端母線上變壓器另一側(cè)接地短路時(shí)流過本保護(hù)的最大零序電流。 Kk—取1.3~1.5。當(dāng)變壓器為帶負(fù)荷調(diào)壓時(shí)。應(yīng)取較大的系數(shù)。 (3) 當(dāng)本段整定時(shí)限等于或低于本線相間保護(hù) 某段的時(shí)限時(shí),則應(yīng)按躲開相應(yīng)相間保護(hù)段末端的相間短路的不平衡電流整定。當(dāng)在下級相鄰線路某段保護(hù)范圍末端相間短路時(shí),應(yīng)是相鄰的相間保護(hù)動作,但因不平衡電流,使本線路某段零序保護(hù)動作(當(dāng)動作時(shí)限比相間保護(hù)段小時(shí))造成越級。這個(gè)電流一般不會太大; (4) 當(dāng)使用此段作為重合閘后加速或手動合閘加速時(shí),如末端變壓器為接地運(yùn)行,應(yīng)躲開合閘時(shí)變壓器勵(lì)磁涌流中的零序電流。 對零序電流保護(hù)的評價(jià) 優(yōu)點(diǎn):(1) 零序電流保護(hù)更靈敏,Ⅰ、Ⅱ受運(yùn)行方式影響較小,Ⅰ段保護(hù)范圍長且穩(wěn)定,Ⅱ段靈敏性易于滿足;Ⅲ段躲不平衡電流,定值低更靈敏且時(shí)間較短。 (2) 接線簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠。 (3) 系統(tǒng)振蕩、短時(shí)過負(fù)荷等情況下(三相對稱)I0不受影響。 缺點(diǎn):不能反映相間短路故障 縱聯(lián)保護(hù) 1 縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)保護(hù)型號及版本宜一致??v聯(lián)保護(hù)兩側(cè)定值應(yīng)按照下列原則進(jìn)行配合: (1) 縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)對應(yīng)啟動值的一次值應(yīng)取相同。電流二次值不宜小于0.08In。 (2)縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)正反方向元件靈敏度應(yīng)有配合,即本側(cè)正方向元件靈敏度應(yīng)小于對側(cè)反方向元件靈敏度、本側(cè)反方向元件靈敏度應(yīng)大于對側(cè)正方向元件靈敏度,一般可按1.2—1.4倍整定。 (3)縱聯(lián)保護(hù)每側(cè)正反方向元件靈敏度亦有配合,即每側(cè)正方向元件靈敏度應(yīng)小于本側(cè)反方向元件靈敏度。 2 在小電源端縱聯(lián)保護(hù)靈敏度不足時(shí)宜投入弱饋保護(hù),但僅允許單端投弱饋保護(hù)。 |
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