电气工程及其自动化专业毕业论文

导读:而由线路自动重合闸加以纠正,DL1:大方式下B母线短路时,流过1DL的零序电流为:IDL.10=0.6239∠-800×502=313.978∠-800A小方式下1DL15%处短路时,流过1DL的零序电流为:IDL.10=2.3442∠-87.80×502=1176.788∠-800ADL2:大方式下A母线短路时,流过2DL的零序电流为:IDL.20=1.4164∠-75.40×502

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DL1:大方式下B母线短路时,流过1DL的零序电流为:

IDL.10=0.6239∠-800×502=313.978∠-800 A 小方式下1DL15%处短路时,流过1DL的零序电流为:

IDL.10=2.3442∠-87.80×502=1176.788∠-800A

DL2: 大方式下A母线短路时,流过2DL的零序电流为:

IDL.20=1.4164∠-75.40×502=711.033∠-75.40 A 小方式下2DL15%处短路时,流过2DL的零序电流为:

IDL.10=2.4552∠-84.80×502=1232.51∠-84.80A

DL3: 大方式下B母线短路时,流过3DL的零序电流为:

IDL.20=0.566∠-82.1×502=284.132∠-82.10 A 小方式下3DL15%处短路时,流过3DL的零序电流为:

IDL.10=1.9191∠-84.60×502=963.388∠-84.60A

DL4计算结果同DL3

DL5: 大方式下C母线短路时,流过5DL的零序电流为:

IDL.20=0.977∠-780×502=490.454∠-780 A 小方式下5DL15%处短路时,流过5DL的零序电流为:

IDL.10=2.2177∠-82.70×502=1113.285∠-82.70A

DL6计算结果同DL5

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第 6章 相间距离保护整定和灵敏度检验

第 6.1 节 概述

6.1.1 距离保护的基本概念

由于电力系统的迅速发展,出现了一些新的情况,系统的运行方式变化增大,长距离负荷线路增多,网络结构复杂化,在这些情况下,相间的电流、电压保护的灵敏度、快速性、选择性往往不能满足要求。

电流、电压保护是依据保护安装处测量电流、电压的大小及相应的动作时间来判断故障是否发生以及是否属于内部故障,因不受系统的运行方式及电网的接线影响大可以联想到,对一个被保护元件,在其一端装设的保护,如能测量出故障点至保护安装处的距离并于保护范围对应的距离比较,即少判断出故障点位置从而决定其行为。这种方式显然不受运行方式和接线的影响,这样构成的保护就是距离保护。显然,它是适应新的情况的保护。 6.1.2 阻抗继电器

阻抗继电器是距离保护装置的主要元件,它是反映从故障点至保护安装之间阻抗值大小的的测量元件,通常称为阻抗继电器。阻抗继电器的种类很多,但根据其基本性质可分为两大类,即第I类阻抗继电器和第II类阻抗继电器。第I类阻抗继电器的主要特点是,它的动作特性可直接表示在阻抗(或导纳)复数平面上,因而可利用它在复数平面上的特性曲线,对继电器在各种故障方式及系统运行方式下的行为进行分析。这些特性曲线,都可以表示为通入继电器的电压与电流的某种函数。根据各种不同的构成方式,可以得到圆、直线、椭圆、平行四边形等各种轨迹曲线;也可以构成带有方向性的圆特性及带有偏移的圆特性曲线。对于第II类阻抗继电器,根据它的动作原理,其动作特性不能表示成为复数平面上的单一变量Z的某个函数曲线,因而只能根据继电器的原始动作方程式,以及具体的系统运行方式和故障类型,对继电器的动作行为进行分析,所以其特性分析较为复杂。 6.1.3 距离保护的基本特性

(1) 距离保护的基本构成

距离保护是以反映从故障点到保护安装处之间阻抗大小(距离大小)的阻抗继电器为主要元件(测量元件),动作时间具有阶梯性的相间保护装置。当故障点至保护安装处之间的实际阻抗大雨预定值时,表示故障点在保护范围之外,保护不动作当上述阻抗小于预定值时,表示故障点在保护范围之内,保护动作。当再配以方向元件(方向特性)及时间元件,即组成了具有阶梯特性的距离保护装置。

(2) 距离保护的应用

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距离保护可以应用在任何结构复杂、运行方式多变的电力系统中,能有选择性的、较快的切除相间故障。当线路发生单相接地故障时,距离保护在有些情况下也能动作;当发生两相短路接地故障时,它可与零序电流保护同时动作,切除故障。因此,在电网结构复杂,运行方式多变,采用一般的电流、电压保护不能满足运行要求时,则应考虑采用距离保护装置。

(3) 距离保护各段动作特性

距离保护一般装设三段,必要时也可采用四段。其中第I段可以保护全线路的80%~85%,其动作时间一般不大于0.03~0.1s(保护装置的固有动作时间),前者为晶体管保护的动作时间,后者为机电型保护的动作时间。第II段按阶梯性与相邻保护相配合,动作时间一般为0.5~1.5s,通常能够灵敏而较快速地切除全线路范围内的故障。由I、II段构成线路的主要保护。第III(IV)段,其动作时间一般在2s以上,作为后备保护段。

(4) 距离保护装置特点

① 由于距离保护主要反映阻抗值,一般说其灵敏度较高,受电力系统运行方

式变化的影响较小,运行中躲开负荷电流的能力强。在本线路故障时,装置第I段的性能基本上不受电力系统运行方式变化的影响(只要流过装置的故障电流不小于阻抗元件所允许的精确工作电流)。当故障点在相邻线路上时,由于可能有助增作用,对于地II、III段,保护的实际动作区可能随运行方式的变化而有所变化,但一般情况下,均能满足系统运行的要求。

② 由于保护性能受电力系统运行方式的影响较小,因而装置运行灵活、动作可靠、

性能稳定。特别是在保护定值整定计算和各级保护段相互配合上较为简单灵活,是保护电力

系统相间故障的主要阶段式保护装置。

第 6.2 节 相间距离保护装置各保护段定值配合的原则

6.2.1 距离保护定值配合原则

距离保护定值配合的基本原则如下:

(1) 距离保护装置具有阶梯式特性时,起相邻上、下级保护段之间应该逐级配合,即两配合段之间应在动作时间及保护范围上互相配合。

距离保护也应与上、下相邻的其他保护装置在动作时间及保护范围上相配合。例如:当相邻为发电机变压器组时,应与其过电流保护相配合;当相邻为变压器或线路时,若装设电流、电流保护,则应与电流、电压保护之动作时间及保护范围相配合。

(2) 在某些特殊情况下,为了提高保护某段的灵敏度,或为了加速某段保护切除

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故障的时间,采用所谓“非选择性动作,再由重合闸加以纠正”的措施。例如:当某一较长线路的中间接有分支变压器时,线路距离保护装置第I段可允许按伸入至分支变压器内部整定,即可仍按所保护线路总阻抗的80%~85%计算,但应躲开分支变压器低压母线故障;当变压器内部发生故障时,线路距离保护第I段可能与变压器差动保护同时动作(因变压器差动保护设有出口跳闸自保护回路),而由线路自动重合闸加以纠正,使供电线路恢复正常供电。

(3) 采用重合闸后加速方式,达到保护配合的目的。采用重合闸后加速方式,

除了加速故障切除,以减小对电力设备的破坏程度外,还可借以保证保护动作的选择性。这可在下述情况下实现:当线路发生永久性故障时,故障线路由距离保护断开,线路重合闸动作,进行重合。此时,线路上、下相邻各距离保护的I、II段可能均由其振荡闭锁装置所闭锁,而未经振荡闭锁装置闭锁的第III段,在有些情况下往往在时限上不能互相配合(因有时距离保护III段与相邻保护的第II段配合),故重合闸后将会造成越级动作。其解决办法是采用重合闸后加速距离保护III段,一般只要重合闸后加速距离保护III段在1.5~2s,即可躲开系统振荡周期,故只要线路距离保护III段的动作时间大于2~2.5s,即可满足在重合闸后仍能互相配合的要求。

第 6.3 节 距离保护整定计算

6.3.1 距离保护Ⅰ段整定计算

(1) 当被保护线路无中间分支线路(或分支变压器)时,

定值计算按躲过本线路末端故障整定,一般可按被保护线路正序阻抗的80%-85%计算,即

Zdz.I≤Kk×Zxl (6—1)

式中 Zdz.I—— 距离保护I段的整定阻抗;

Zxl—— 被保护线路的正序相阻抗; Kk—— 可靠系数,可取0.8~0.85; 而保护的动作时间按 t=0秒整定。

(2) 当线路末端仅为一台变压器时(即线路变压器组)

其定值计算按不伸出线路末端变压器内部整定,即按躲过变压器其他各侧的母线故障定

Zdz.I≤Kk×Zxl+KkbZb (6—2)

式中 Zb —— 线路末端变压器的阻抗;

Kkb —— 可靠系数,取0.7;

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Kk—— 可靠系数,取0.8~0.85; Zxl—— 线路正序阻抗。

保护动作时间按t=0秒整定。

(3)当被保护线路中间接有分支线路或分支变压器时

其计算按同时躲开本线路末端和躲开分支线路(分支变压器)末端故障整定,即

?dz.?≤?k?xl (6—3)

及 Zdz.I≤KkZ’xl+KkZb (6—4) 式中 Zxl——本线路正序阻抗;

Z’xl——本线中间接分支线路(分支变压器)处至保护安装处

之间的线路的正序阻抗。

6.3.2 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

Zdz.Ⅱ≤KkZl+KbKzZ’dz.I (6—5)

式中 Zl —— 被保护线路阻抗;

Z’dz.I—— 相邻距离保护I段动作阻抗; Kk—— 可靠系数,取0.8~0.85;

Kb—— 可靠系数,取0.7;

Kz—— 助增系数,选取可能的最小值。

保护动作时间 tdz.Ⅱ=△t (6—6) 式中 △t—— 时间级差,一般取0.5s 。

6.3.3 距离保护III段整定计算

(1) 躲开最小负荷阻抗远后备

采用0度接线的方向阻抗继电器

ZdzⅢ≤0.9UN/[3KkKhKzqIfh.maxcos(ψlm-ψfh)] (6—7)

式中 Kk—— 可靠系数,取1.2~1.3;

Kh—— 返回系数,取1.15~1.25: Kzq—— 自起动系数,取2; UN—— 电网的额定电压;

Ifh.max—— 最大负荷电流;

ψlm—— 阻抗元件的最大灵敏角,取71.57度;

ψfm —— 负荷阻抗角,取26度;

第 6.4节 距离保护整定和灵敏度校验

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