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【摘要】：伴随着社会发展需求，电力行业也发展火热，同时对于线路的设计业相对而言也特别严格的，必须保证电路安全运行，下文主要针对35千伏短距离的线路设计做出简要分析，提出改进措施，以便于以后运用操作。
【关键词】：35千伏；短距离；线路设计
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1、案列
某城市防汛自备电站总装机容量8 000千瓦,采用扩大单元接线,通过1台10 000kVA的升压变压器和1 377m长的输电线路送往桃园变电站,线路电压35kV。最大运行方式:两台机组满负荷发电,最小运行方式为一台机组运行。电站容量属于小型水电站,但因为这是一个防汛电站,即使超过百年一遇的洪水也要保证安全供电,所以对电站的安全可靠性要求很高。
2线路保护选型比较
2.1电流、电压速断或反时限过电流保护
对于线路为1千米的35kV输电线路的保护,要求有较高的可靠性以及灵敏度,在线路保护的设计中,必须要考虑选用最简单的电流、电压速断或反时限过电流保护。但是,因为线路太短,首末两端电流值几乎相等,采用这几种保护均无法解决选择性和灵敏度问题。
2.2电流闭锁电压速断保护
采用电流闭锁电压速断保护,要求保持有选择性动作。在主要运行方式下(即该路线的最大运行方式)使电流元件和电压元件保持范围相等的条件整定,这样可以保证在主要运行方式时有最大的保护范围(其它运行方式保护范围都将缩小)。
低电压继电器最小动作值为12V,经计算电压继电器动作值为1.6V太小,继电器无法整定也无法选择,所以,电流闭锁电压速断保护无法实现,这种方案也不能采用。
2.3纵联差动作主保护,过电流作后备保护
带辅助导线的纵联差动作主保护,过电流作后备保护,但防汛自备电站至桃园变电站的这段线路地形复杂,辅助导线的敷设非常困难,因此这种方案也不能实现。
2.4确定线路保护型式
经过反复计算比较,上述几种35kV线路保护方案都无法满足这条线路的要求。针对这种特殊情况,希望有一种距离保护能解决象这样5km以内的线路保护问题,但是,没有现成的经验和设备。在翻阅大量资料和多次计算基础上,决定选择WXH-11A型微机线路保护,并对硬件和软件进行适当的改造,使之适用于35kV短距离线路,另外再增加一套过电流保护作为后备保护。
3微机线路保护的特点
WXH-11A微机线路保护装置适用于110kV～500kV高压输电线路,包括高频保护、距离保护、零序保护和综合重合闸功能。这四种功能由四个硬件完全相同的保护CPU插件分别配置不同的软件来实现。由人机对话插件完成人机对话功能。利用修改软件和改变整定值的方法,只保留线路保护和人机对话功能,使保护适用于35kV短距离线路。采用这一保护解决了短距离线路保护的选择性和灵敏度问题,并且保护的动作速度快、准确度高。
3.1保护的硬件特点
采用电压——频率变换原理(VFC)构成模/数变换器,它具有工作稳定、精度高、抗干扰能力强,同CPU接口简单和调试方便等特点。
(2)设置了硬件时钟电路,在装置直流断电时,硬件时钟靠芯片自带电池可继续运行(电池寿命10年),直流电源恢复后不必重新对时。
(3)采用标准的RS-232c串行通讯口,可以同系统微机进行通讯,与电站或变电站自动化配套。
(4)在VFC输出和计数器输入端之间接入光隔,从而大大提高了共模抗干扰能力。
(5)采用双逆变器电源供电,维护简单。
3.2保护的软件特点
线路保护的全部软件可分成主程序、采样中断服务程序和故障处理程序。
(1)保护的配置
设置了三段相间距离和三段接地距离。距离保护能独立选相,不需经过重合闸的选相元件跳闸。具有故障测距功能。通过控制字可以选择距离保护Ⅰ、Ⅱ段是否经振荡闭锁。
(2)阻抗动作特性
采用解微分方程算法,配合有限冲激响应(FIR)的数字滤波器,计算出感受的电抗分量X值和电阻分量R值,只有两个参数X和R可以整定,其余参数都已固定。
(3)突变量启动元件DI1
对于启动元件的主要要求是能够整定得很灵敏,确保在Ⅲ段的保护范围故障能灵敏地启动,又要保护在重负荷下不能频繁误启动。这套保护采用突变量启动元件,采用Δik=‖ik-ikn - kn-ik2n‖式来计算相电流差突变量,用相电流差突变量作为
启动元件具有抗共模干扰能力强,对于各种相间故障可以提高灵敏度。对两相短路灵敏度可以提高一倍。
(4)振荡问题
距离保护受系统振荡影响比较突出,为了防止系统振荡时引起误动,采用“四統一”设计的原则:正常运行时设置静稳破坏检测元件,当系统发生短路故障后采用短时开放Ⅰ、Ⅱ段的振荡闭锁方式。
对振荡中发生区内的故障,除设有不经振荡闭锁的阻抗Ⅲ段外,又设置了按dR/dt原理构成的带0.2s延时的DZI段保护。
DZI段保护的动作判据如下:a.感受阻抗的模值有一个突变,大于8倍的DR定值;b.以后持续0.2s内感受阻抗的电阻分量基本不变(其电阻分量的变化量小于DR定值);c.突变后阻抗在Ⅰ段以内。
4结束语
综上所述，采用微机距离保护作为主保护、过电流保护作为后备保护,这种设计方案完全满足该防汛自备电站的线路的特殊要求,同时可靠性、灵敏度达到相当高的程度。作为电站的一个组成部分,发挥其持有的作用,保证机组安全稳定地运行。
【关键词】：35千伏；短距离；线路设计
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1、案列
某城市防汛自备电站总装机容量8 000千瓦,采用扩大单元接线,通过1台10 000kVA的升压变压器和1 377m长的输电线路送往桃园变电站,线路电压35kV。最大运行方式:两台机组满负荷发电,最小运行方式为一台机组运行。电站容量属于小型水电站,但因为这是一个防汛电站,即使超过百年一遇的洪水也要保证安全供电,所以对电站的安全可靠性要求很高。
2线路保护选型比较
2.1电流、电压速断或反时限过电流保护
对于线路为1千米的35kV输电线路的保护,要求有较高的可靠性以及灵敏度,在线路保护的设计中,必须要考虑选用最简单的电流、电压速断或反时限过电流保护。但是,因为线路太短,首末两端电流值几乎相等,采用这几种保护均无法解决选择性和灵敏度问题。
2.2电流闭锁电压速断保护
采用电流闭锁电压速断保护,要求保持有选择性动作。在主要运行方式下(即该路线的最大运行方式)使电流元件和电压元件保持范围相等的条件整定,这样可以保证在主要运行方式时有最大的保护范围(其它运行方式保护范围都将缩小)。
低电压继电器最小动作值为12V,经计算电压继电器动作值为1.6V太小,继电器无法整定也无法选择,所以,电流闭锁电压速断保护无法实现,这种方案也不能采用。
2.3纵联差动作主保护,过电流作后备保护
带辅助导线的纵联差动作主保护,过电流作后备保护,但防汛自备电站至桃园变电站的这段线路地形复杂,辅助导线的敷设非常困难,因此这种方案也不能实现。
2.4确定线路保护型式
经过反复计算比较,上述几种35kV线路保护方案都无法满足这条线路的要求。针对这种特殊情况,希望有一种距离保护能解决象这样5km以内的线路保护问题,但是,没有现成的经验和设备。在翻阅大量资料和多次计算基础上,决定选择WXH-11A型微机线路保护,并对硬件和软件进行适当的改造,使之适用于35kV短距离线路,另外再增加一套过电流保护作为后备保护。
3微机线路保护的特点
WXH-11A微机线路保护装置适用于110kV～500kV高压输电线路,包括高频保护、距离保护、零序保护和综合重合闸功能。这四种功能由四个硬件完全相同的保护CPU插件分别配置不同的软件来实现。由人机对话插件完成人机对话功能。利用修改软件和改变整定值的方法,只保留线路保护和人机对话功能,使保护适用于35kV短距离线路。采用这一保护解决了短距离线路保护的选择性和灵敏度问题,并且保护的动作速度快、准确度高。
3.1保护的硬件特点
采用电压——频率变换原理(VFC)构成模/数变换器,它具有工作稳定、精度高、抗干扰能力强,同CPU接口简单和调试方便等特点。
(2)设置了硬件时钟电路,在装置直流断电时,硬件时钟靠芯片自带电池可继续运行(电池寿命10年),直流电源恢复后不必重新对时。
(3)采用标准的RS-232c串行通讯口,可以同系统微机进行通讯,与电站或变电站自动化配套。
(4)在VFC输出和计数器输入端之间接入光隔,从而大大提高了共模抗干扰能力。
(5)采用双逆变器电源供电,维护简单。
3.2保护的软件特点
线路保护的全部软件可分成主程序、采样中断服务程序和故障处理程序。
(1)保护的配置
设置了三段相间距离和三段接地距离。距离保护能独立选相,不需经过重合闸的选相元件跳闸。具有故障测距功能。通过控制字可以选择距离保护Ⅰ、Ⅱ段是否经振荡闭锁。
(2)阻抗动作特性
采用解微分方程算法,配合有限冲激响应(FIR)的数字滤波器,计算出感受的电抗分量X值和电阻分量R值,只有两个参数X和R可以整定,其余参数都已固定。
(3)突变量启动元件DI1
对于启动元件的主要要求是能够整定得很灵敏,确保在Ⅲ段的保护范围故障能灵敏地启动,又要保护在重负荷下不能频繁误启动。这套保护采用突变量启动元件,采用Δik=‖ik-ikn - kn-ik2n‖式来计算相电流差突变量,用相电流差突变量作为
启动元件具有抗共模干扰能力强,对于各种相间故障可以提高灵敏度。对两相短路灵敏度可以提高一倍。
(4)振荡问题
距离保护受系统振荡影响比较突出,为了防止系统振荡时引起误动,采用“四統一”设计的原则:正常运行时设置静稳破坏检测元件,当系统发生短路故障后采用短时开放Ⅰ、Ⅱ段的振荡闭锁方式。
对振荡中发生区内的故障,除设有不经振荡闭锁的阻抗Ⅲ段外,又设置了按dR/dt原理构成的带0.2s延时的DZI段保护。
DZI段保护的动作判据如下:a.感受阻抗的模值有一个突变,大于8倍的DR定值;b.以后持续0.2s内感受阻抗的电阻分量基本不变(其电阻分量的变化量小于DR定值);c.突变后阻抗在Ⅰ段以内。
4结束语
综上所述，采用微机距离保护作为主保护、过电流保护作为后备保护,这种设计方案完全满足该防汛自备电站的线路的特殊要求,同时可靠性、灵敏度达到相当高的程度。作为电站的一个组成部分,发挥其持有的作用,保证机组安全稳定地运行。