電力系統(tǒng)線路保護(hù)基礎(chǔ)知識講座-資料下載頁

　　

【正文】 ZjM = UM/I = (EM－IZM)/I =Z∑－ZM =Z∑－ZM ( h = EM/EN )若EM = EN （即：h = 1） 則： ZjM =Z∑－ZM = [(Z∑/2)－ZM]－j(Z∑/2)Ctg(δ/2) 設(shè)：全系統(tǒng)阻抗角為jdδ=0176。 ZjM =[(Z∑/2)－ZM]－j(Z∑/2)∞δ=90176。 ZjM =[(Z∑/2)－ZM]－j(Z∑/2)δ=180176。 ZjM =[(Z∑/2)－ZM]δ=270176。 ZjM =[(Z∑/2)－ZM]＋j(Z∑/2)δ=0176。 ZjM =[(Z∑/2)－ZM]＋j(Z∑/2)∞δ變化 → ZjM沿著直線OO’變化對于相同Zzd的ZKJ，在系統(tǒng)振蕩時(shí)：全阻抗ZKJ誤動區(qū)方向阻抗ZKJ誤動區(qū)透鏡型ZKJ誤動區(qū)一般而言：ZKJ動作特性沿OO’方向所占面積越大，受系統(tǒng)振蕩的影響越大。ZjM經(jīng)過誤動區(qū)的時(shí)間：twd若保護(hù)動作延時(shí)t twd （≥），則可躲過振蕩的影響（如距離III段）振蕩閉鎖回路 振蕩與短路的主要區(qū)別： 振蕩 短路I,U幅值隨d周期性變化 不計(jì)短路后衰減，I,U幅值不變d=180176。時(shí)最嚴(yán)重(I最大，U最低) 短路瞬間最嚴(yán)重dI/dt,dU/dt,dZ/dt 小 dI/dt,dU/dt,dZ/dt 大U,I夾角隨d變化 U,I夾角不變（為jd）三相對稱 不對稱短路：三相不對稱 （對稱短路：初瞬間不對稱） 對振蕩回路的基本要求：*系統(tǒng)振蕩無故障應(yīng)可靠閉鎖*系統(tǒng)故障（包括轉(zhuǎn)換性短路）保護(hù)不應(yīng)閉鎖*先振蕩，后故障，保護(hù)應(yīng)正確動作*先故障，后振蕩，保護(hù)不應(yīng)無選擇性動作 振蕩閉鎖回路工作原理：(1)、利用負(fù)序（和零序）分量元件起動的振蕩閉鎖回路1)、負(fù)序電壓過濾器輸入三相電壓→輸出負(fù)序分量阻容式，參數(shù)關(guān)系：R1 =X1； R2 = X2/*輸入零序Ua0，Ub0，Uc0Uab0 = Ubc0 = Uca0 = 0 故：Umn = 0*輸入正序Ua1，Ub1，Uc1Umn = UR1＋UX2 = Uab1＋ Ubc1= Uab1＋ Ubc1= ( Uab1ej30176。＋Ubc1ej30176。)= 0*輸入負(fù)序Ua2，Ub2，Uc2Umn =( Uab2ej30176。＋Ubc2ej30176。) =Uab2ej60176。集成電路型或微機(jī)型負(fù)序過濾基本原理：Umn = Ua ＋ Ubej120176。＋ Ucej120176。2)、負(fù)序電流過濾器輸入三相電流→輸出負(fù)序分量參數(shù)關(guān)系：R = Knl (jK：DKB的轉(zhuǎn)移電抗；nl：LB的變比)LB原邊磁勢：IaW1, －3I0W1/3 副邊：UR =R(Ia－I0)/nlDKB原邊磁勢：IbW, －IcW 副邊：Uk = jK(Ib－Ic)則：輸出Umn = UR－Uk = [R(Ia－I0)/nl]－jK(Ib－Ic)*輸入零序Ia0，Ib0，Ic0Umn = [R(Ia0－I0)/nl]－jK(Ib0－Ic0) = 0*輸入正序Ia1，Ib1，Ic1Umn =（RIa1/nl）－jK(Ib1－Ic1) =（RIa1/nl）－jK(jIa1)=( R－ Knl)Ia1/nl= 0*輸入負(fù)序Ia2，Ib2，Ic2Umn =（RIa2/nl）－jK(Ib2－Ic2) =( R＋ Knl)Ia2/nl= 2RIa2/nl （若將輸入的Ib，Ic對調(diào)或?qū)KB輸出Uk的極性反接，則為一正序過濾器）若R ≠ Knl 則：Umn =( R－ Knl)Ia1/nl＋( R＋ Knl)Ia2/nl = K1 Ia1＋K2 Ia2 為一復(fù)合過濾器3)、負(fù)序（零序）電流增量元件起動的振蕩閉鎖回路負(fù)序電流過濾器（DKBBC ，LBA ）→ 1BZ ┐├→電容C1→QDJ零序電流（LB0）→ 2BZ ┘I2或I0突增→1BZ或2BZ輸出突增→C1立即充電→QDJ流過較大電流而動作。I2或I0緩增→C1充電緩慢→QDJ流過較小電流而不動作，閉鎖保護(hù)。(2)、反映測量阻抗變化速度的振蕩閉鎖回路 (利用負(fù)序、零序電流啟動元件雖然可以構(gòu)成振蕩閉鎖回路，但是在振蕩時(shí)又發(fā)生外部故障或外部故障時(shí)又出現(xiàn)振蕩的情況下，可能導(dǎo)致振蕩閉鎖失敗)振蕩時(shí)，測量阻抗Zj先進(jìn)入ZIII圓，再進(jìn)入ZII圓，再進(jìn)入ZI圓。保護(hù)范圍內(nèi)故障：ZI，ZII，ZIII同時(shí)啟動，允許保護(hù)動作跳閘振蕩：ZIII先啟動，在ZI，ZII尚未啟動時(shí)，由“amp?！保琙II閉鎖(由于III段動作時(shí)限較長誤動區(qū)時(shí)間twd,故III段不需振蕩閉鎖)延時(shí)30ms的作用：防止范圍內(nèi)故障時(shí)，ZIII與ZI，ZII啟動稍有先后造成誤閉鎖。：在振蕩初期，振蕩周期一般較大，測量阻抗進(jìn)入動作區(qū)時(shí)，ZIII啟動與ZI，ZII啟動的先后間隔在30ms以上，可確保ZIII將ZI，ZII閉鎖。但隨著振蕩發(fā)展，振蕩周期逐漸縮短，ZIII啟動與ZI，ZII啟動的先后間隔可能小于30ms，造成閉鎖失敗。，在振蕩初期，振蕩閉鎖回路動作后，（大于半個(gè)振蕩周期），從而保證在振蕩周而復(fù)始的過程中始終有一個(gè)持續(xù)的振蕩閉鎖信號。三、分支電流的影響及分支系數(shù) 助增電流的影響保護(hù)1測量阻抗: Zj = UA/IAB = = ZAB＋Zd = ZAB＋KfzZdKfz = IBC/IAB 1 Zj↑ → 保護(hù)范圍↓ 外汲電流的影響保護(hù)1測量阻抗: Zj = ZAB＋Zd = ZAB＋KfzZdKfz = IBC/IAB 1 Zj↓→ 保護(hù)范圍↑*四、電壓互感器二次回路斷線對距離保護(hù)的影響 電壓互感器二次斷線 → U↓ → Z↓ → 距離保護(hù)誤動(雖然負(fù)序、零序電流啟動元件可起到斷線閉鎖作用，但是在斷線時(shí)又發(fā)生外部故障的情況下，將導(dǎo)致斷線閉鎖失敗。因此需加裝斷線信號裝置)167。36 距離保護(hù)整定計(jì)算原則及對距離保護(hù)的評價(jià)一、距離保護(hù)的整定計(jì)算原則距離I段 整定：躲過下個(gè)元件出口短路時(shí)本保護(hù)的測量阻抗 Z39。＝Kk39。ZAB （Kk39?！? t39。0s距離II段 整定：躲過下個(gè)元件瞬動保護(hù)范圍末端短路時(shí)本保護(hù)的測量阻抗 (1) Z＝Kk( ZAB + Kfz Z39。 ) Kk (2) Z＝Kk( ZAB + Kfz ZT ) Kk 取(1),(2)中較小者作為最終整定值 其中分支系數(shù)Kfz 按可能出現(xiàn)的最小值考慮 t1= t239。+ Δt 校驗(yàn)： Klm == (≥) 若Klm 不滿足要求，可延伸保護(hù)范圍，使其與下條線路的距離II段相配合： Z＝Kk( ZAB + Kfz Z ) t1= t2+ Δt 1s距離III段 整定： 躲過最小負(fù)荷阻抗：Z39。dz = 考慮到外部故障切除后，電動機(jī)自啟動時(shí)，距離III段須可靠返回 Z39。dz＝ （可靠系數(shù)Kk, 自啟動系數(shù)Kzq, 返回系數(shù)Kh 皆為大于1的數(shù)） 繼電器起動阻抗：Z39。 = Z39。dz (在負(fù)荷阻抗角jf方向上) 當(dāng)選擇ZKJ的jlm =jd 時(shí)：（jd ：線路短路阻抗角） 對于全阻抗ZKJ：Z39。zd = Z39。 對于方向阻抗ZKJ：Z39。zd = Z39。(jdjf) Z39。 174。 Klm173。 動作時(shí)限按階梯原則配合。 校驗(yàn)： 近后備（本線路AB的后備）： Klm = (≥) 遠(yuǎn)后備（下條線路BC的后備）： Klm = (≥) 其中分支系數(shù)Kfz 按可能出現(xiàn)的最大值考慮ZKJ的精確工作電流校驗(yàn)： 要求： 二、對距離保護(hù)評價(jià)：（略）167。4 輸電線路縱聯(lián)保護(hù)167。41 輸電線路縱聯(lián)差動保護(hù) 正常運(yùn)行及外部故障時(shí) Ij = Im－In = 0 CJ不動作 內(nèi)部短路時(shí) Ij = Im＋I(xiàn)n = Id/nl CJ動作為了減少二次敷設(shè)電纜，輸電線路縱差保護(hù)一般采用電流綜合器（∑I），將三相電流綜合成一個(gè)電流。（環(huán)流法 均壓法）167。42 輸電線的高頻保護(hù)一、 高頻保護(hù)基本概念高頻保護(hù)：利用輸電線路本身作為保護(hù)信號的傳輸信道，在輸送50Hz工頻信號的同時(shí)迭加傳送50~300KHz的高頻訊號（保護(hù)測量信號），以進(jìn)行線路兩端電氣量的比較而構(gòu)成保護(hù)。高頻保護(hù)分類： *方向高頻保護(hù)：比較線路兩端的功率方向*相差高頻保護(hù)：比較線路兩端的電流相位二、 高頻信道構(gòu)成原理 阻波器（L、C組成的并聯(lián)電路）對高頻：并聯(lián)諧振，呈大阻抗，不能通過，限制在本段輸電線內(nèi)。對工頻：無諧振，呈小阻抗，能順利通過，不影響工頻電量傳輸。 結(jié)合電容器其電抗Xc = 1 / (ωC) ，通高頻，阻工頻。同時(shí)起到隔離高壓線路與高頻收、發(fā)訊機(jī)的作用。 連接濾波器（由可調(diào)空心變和高頻電纜側(cè)電容組成）*結(jié)合電容器+連接濾波器→帶通濾波器（提取所需高頻信號，濾除其余高頻干擾）*為消除高頻波反射，減小高頻能量損耗，帶通濾波器的波阻抗：輸電線側(cè)與輸電線波阻抗（400Ω）匹配高頻電纜側(cè)與電纜波阻抗（100Ω）匹配 *接地刀閘6用于檢修連接濾波器。 高頻電纜 高頻收、發(fā)訊機(jī) *發(fā)訊機(jī)：由繼電保護(hù)控制。兩種發(fā)訊方式：故障發(fā)訊；長期發(fā)訊。 *收訊機(jī)：可收到本端和對端發(fā)訊機(jī)所發(fā)高頻訊號 ┌閉鎖信號 按所收高頻信號的性質(zhì)可分為： │允許信號 └跳閘信號三、 方向高頻保護(hù)高頻閉鎖方向保護(hù)的基本原理（平時(shí)無訊，外部故障時(shí)發(fā)閉鎖訊號）①組成：*啟動元件： 靈敏元件1LJ啟動發(fā)訊機(jī)（整定值?。? 不靈敏元件2LJ啟動跳閘回路（整定值大） *功率方向元件3GJ：正方向（母線→線路）：動作；反方向（線路→母線）：不動作 *中間繼電器4ZJ：動作后停止發(fā)訊 *極化繼電器5ZJ：僅工作線圈Wg帶電且制動線圈Wzh不帶電時(shí)動作。②工作情況分析：*正常運(yùn)行時(shí)： 1LJ，2LJ皆不動→5ZJ不動→保護(hù)不動作*外部短路（d2）時(shí)： 1LJ啟動→發(fā)訊→兩端收訊→兩端5ZJ的Wzh帶電，處于制動狀態(tài) 正向功率端（保護(hù)A）：2LJ啟動，3GJ啟動→4ZJ啟動→停止發(fā)訊 └→5ZJ的Wg帶電 反向功率端（保護(hù)B）：2LJ啟動，3GJ不啟動→4ZJ不啟動→仍發(fā)訊 └→5ZJ的Wg不帶電 由于反向功率端仍發(fā)訊，兩端皆收到訊號，兩端5ZJ的Wzh皆帶電而制動，故：兩端保護(hù)皆不動作*兩側(cè)電源，內(nèi)部短路（d1）時(shí)： 1LJ啟動→發(fā)訊→兩端收訊→兩端5ZJ的Wzh帶電，處于制動狀態(tài) 兩端功率皆為正：2LJ啟動，3GJ啟動→4ZJ啟動→停止發(fā)訊 └→5ZJ的Wg帶電 兩端皆停訊，兩端5ZJ僅Wg帶電→兩端保護(hù)皆動作跳閘。*單側(cè)電源，內(nèi)部短路（d1）時(shí)： 無電源端：1LJ，2LJ皆不動→不發(fā)訊，且5ZJ的Wg不帶電→本端保護(hù)不動。 電源端：1LJ啟動→發(fā)訊→兩端收訊→兩端5ZJ的Wzh帶電，處于制動狀態(tài) 電源端功率為正：2LJ啟動，3GJ啟動→4ZJ啟動→停止發(fā)訊 └→5ZJ的Wg帶電 故：電源端5ZJ僅Wg帶電→電源端保護(hù)動作跳閘。*系統(tǒng)振蕩時(shí)：I↑→1LJ，2LJ啟動，若振蕩中心位于保護(hù)范圍內(nèi)，兩端功率皆為正，保護(hù)將誤動。（若采用負(fù)序、零序功率方向元件可不受振蕩影響）*采用兩個(gè)啟動元件的作用：如果用一個(gè)啟動元件LJ來代替1LJ和2LJ 若誤差造成：(95A) (105A) 外部d2短路時(shí)， Id(100A) ， 則：靠近短路點(diǎn)端的保護(hù)B：LJ不啟動，保護(hù)不動且不發(fā)訊遠(yuǎn)離短路點(diǎn)端的保護(hù)A：LJ啟動發(fā)訊 LJ、GJ啟動→4ZJ啟動→停止發(fā)訊 └→5ZJ僅Wg帶電→保護(hù)誤動 用兩個(gè)啟動元件1LJ，2LJ： = (~2)外部d2短路時(shí)，針對兩端的2LJ, Id(100A) ， 則：靠近短路點(diǎn)端的保護(hù)B：1LJ啟動，2LJ不啟動→發(fā)閉鎖訊號且不停訊遠(yuǎn)離短路點(diǎn)端的保護(hù)A：1LJ，2LJ啟動，但收到對側(cè)閉鎖信號保護(hù)不誤動*整套保護(hù)靈敏度Klm取決