论文部分内容阅读
【摘要】分析了110KV线路距离保护和电流保护在实际应用中各自的特点, 提出线路微机保护应同时具备距离和电流保护的特点, 以便更好地适应电网运行的要求，并提出改进建议。
【关键词】线路保护；后备保护
目前110KV线路保护基本配置是阶段式距离保护或电流保护和零序电流保护, 对于有特殊要求的线路还配有纵联保护, 如并列双回线、双侧电源线路、重要用户等。由于系统稳定的要求, 广东电网要求110KV线路对保全线路故障时有规程规定的灵敏度,即Ⅱ段保护动作时间≤0.6S.。距离、过流Ⅲ段保护则按照规程要求, 在躲过正常运行最大负荷的前提下, 尽可能保证对相邻线路和所供变压器低压侧母线故障有足够的灵敏度。
一、110KV线路距离保护
在结构复杂、运行方式变化大的系统中, 距离保护是性能较为完善的保护元件之一, 因其受运行方式变化影响小, 保护范围固定, 具有明确的方向性, 整定计算相对简易。基于以上优点, 阶段式距离保护在110KV输电线路上得到了极为广泛的应用。
为了更加快速、有选择性的切除线路故障, 在广泛使用的LFP、RCS-941（CSL160B）、110KV一线路保护中还配置有距离保护相继速动元件, 包括不对称相继速动和双回线相继速动元件。相继速动元件接线简单, 易于实现、动作可靠, 在大部分情况下缩短了区内故障全线速动的时间指标。
作为并列双回线距离保护的一部分, 双回线相继速动利用双回线的相邻线距离元件的动作行为来判断是否发生了本线末端短路（本保护距离Ⅰ段范围之外）。如果是本线故障, 则该保护对距离Ⅱ段范围内的故障以远小于距离段的短延时快速跳闸。
双回线相继速动保护原理见图1, 两条并列双回线同侧保护之间相互输出FXJ信号给对方。FXJ接点输出条件是两条线路中的段距离元件动作时, 本保护输出FXJ信号闭锁另一回线相继速跳元件。
双回线相继速动的动作条件是①距离Ⅱ段动作②收到相邻线的FXJ信号, 其后FXJ信号消失③距离Ⅱ段继电器经小延时不返回。如将该保护装置安装于1、3处, 对M侧进行保护。假设L1末端故障, 短路初期, 保护1、3的Ⅲ段的距离元件均动作, 分别闭锁另一回线的相继速动保护, 其后保护2由距离Ⅰ段跳开, 保护3距离继电器返回, FXJ信号返回, 保护1收不到保护3的闭锁FXJ信号, Ⅱ段距离继电器等待一个50ms短延时不返回, 则立即跳闸。
不对称相继速动保护原理图见图2, 当系统发生本线不对称故障时, 远故障侧距离元件利用近故障侧切除后负荷电流的消失, 可以实现不对称故障时相继跳闸。当线路末端不对称故障时, N侧Ⅰ段动作快速切除故障, 由于三相跳闸, 非故障相电流同时被切除,M侧保护测量到任一相负荷电流突然消失, 而Ⅱ段距离元件连续动作不返回时, 将M侧开关不经Ⅱ段延时即跳闸, 将故障切除。
110KV并列双回线、双侧电源线路即使配置纵联保护, 一般也只有一套, 双回线相继速动和不对称相继速动元件在主保护由于通道等原因拒动或没有纵联保护时, 仍可保证选择性, 并大大缩短全线速动时间, 明显提升后备保护性能。
二、110KV线路的电流保护
关于电流保护的局限。就电流保护的保护范围来说, 不仅随电网运行方式的变化而变化, 而且还与短路故障类型有关。110KV线路一般长度较短, 线路出口和末端短路电流相差无几, 若按躲线末整定, 则保护对出口短路故障就无灵敏度。因此电流段一般无法按躲线末而是按躲开变压器其他侧母线故障整定, 用于多级串供线路时无法保证选择性。
关于双侧电源线路弱电侧重合闸问题。一侧为系统, 一侧为地区电源的双侧电源线路,线路故障两侧跳开, 系统侧检验无压成功后, 弱电侧无法检验同期重合闸。线路两侧跳闸后, 地区系统可能因功率较小而导致低频、低压等解列装置动作切机。系统侧重合闸成功后, 弱电侧可以检验母线无压线路有压重合说明地区电源已经解列且系统侧重合闸成功。对于那些电厂机组出力与所带负荷能就近平衡的, 因为不能检验同期重合闸而成为独立网运行。现今在用户对电压和频率要求都较高的情况下,独立网运行显然不能保障合格的电力供应。
三、解决方案
距离与电流保护组合的设想。距离和电流保护有各自的优势和不足, 结合在一起能相互弥补不足。对于微机保护, 完全可以同时具备距离保护和电流保护, 对于不同类型线路, 保护功能选择由运行整定计算人员来确定。如带接变压器的终端线路或单母线、单母线分段运行变电站的出线, 可只投过流、零序保护, 小方式电流保护灵敏度不满足要求时考虑投人距离Ⅱ段（但对于单母线或单母线分段接线, TV检修时需退出距离保护）；有相邻下级的线路或可能转供终端线路的联络线可选择距离保护、零序保护再加过Ⅲ流段, 既满足选择性又兼顾远后备保护。距离和电流保护合二为一, 使得同一变电站不同需求的110KV线路后备保护软、硬件都能统一, 在备品备件和管理上也是有好处的。
关于重合闸引入准同期的功能；准同期装置是自动检查待并发电机与母线之间的电压差及频率差是否符合并列条件, 并在满足这2个条件时, 能自动提前恒定越前时间发出脉冲, 使断路器主触头在相角差为零的瞬间闭合。检验同期重合闸是在线路有压且母线和线路电压角度差小于同期合闸角时置同期标志并开始计时, 在用户整定的重合闸时间延时内, 一旦角度差不满足上述条件, 立刻清同期标志等待下一次机会。很显然, 线路保护里检同期重合闸的实现远比准同期装置苛刻。而线路开关本身就是发电机的后备同期点, 自动准同期无疑在某些情况下可以提高线路保护重合闸的成功率。
【参考文献】
［１］许建安．继电保护整定计算[M]．北京：中国水利水电出版社．2006．
［２］贺家李．宋从矩．电力系统继电保护原理[M]．北京：水利电力出版社．2004．
【关键词】线路保护；后备保护
目前110KV线路保护基本配置是阶段式距离保护或电流保护和零序电流保护, 对于有特殊要求的线路还配有纵联保护, 如并列双回线、双侧电源线路、重要用户等。由于系统稳定的要求, 广东电网要求110KV线路对保全线路故障时有规程规定的灵敏度,即Ⅱ段保护动作时间≤0.6S.。距离、过流Ⅲ段保护则按照规程要求, 在躲过正常运行最大负荷的前提下, 尽可能保证对相邻线路和所供变压器低压侧母线故障有足够的灵敏度。
一、110KV线路距离保护
在结构复杂、运行方式变化大的系统中, 距离保护是性能较为完善的保护元件之一, 因其受运行方式变化影响小, 保护范围固定, 具有明确的方向性, 整定计算相对简易。基于以上优点, 阶段式距离保护在110KV输电线路上得到了极为广泛的应用。
为了更加快速、有选择性的切除线路故障, 在广泛使用的LFP、RCS-941（CSL160B）、110KV一线路保护中还配置有距离保护相继速动元件, 包括不对称相继速动和双回线相继速动元件。相继速动元件接线简单, 易于实现、动作可靠, 在大部分情况下缩短了区内故障全线速动的时间指标。
作为并列双回线距离保护的一部分, 双回线相继速动利用双回线的相邻线距离元件的动作行为来判断是否发生了本线末端短路（本保护距离Ⅰ段范围之外）。如果是本线故障, 则该保护对距离Ⅱ段范围内的故障以远小于距离段的短延时快速跳闸。
双回线相继速动保护原理见图1, 两条并列双回线同侧保护之间相互输出FXJ信号给对方。FXJ接点输出条件是两条线路中的段距离元件动作时, 本保护输出FXJ信号闭锁另一回线相继速跳元件。
双回线相继速动的动作条件是①距离Ⅱ段动作②收到相邻线的FXJ信号, 其后FXJ信号消失③距离Ⅱ段继电器经小延时不返回。如将该保护装置安装于1、3处, 对M侧进行保护。假设L1末端故障, 短路初期, 保护1、3的Ⅲ段的距离元件均动作, 分别闭锁另一回线的相继速动保护, 其后保护2由距离Ⅰ段跳开, 保护3距离继电器返回, FXJ信号返回, 保护1收不到保护3的闭锁FXJ信号, Ⅱ段距离继电器等待一个50ms短延时不返回, 则立即跳闸。
不对称相继速动保护原理图见图2, 当系统发生本线不对称故障时, 远故障侧距离元件利用近故障侧切除后负荷电流的消失, 可以实现不对称故障时相继跳闸。当线路末端不对称故障时, N侧Ⅰ段动作快速切除故障, 由于三相跳闸, 非故障相电流同时被切除,M侧保护测量到任一相负荷电流突然消失, 而Ⅱ段距离元件连续动作不返回时, 将M侧开关不经Ⅱ段延时即跳闸, 将故障切除。
110KV并列双回线、双侧电源线路即使配置纵联保护, 一般也只有一套, 双回线相继速动和不对称相继速动元件在主保护由于通道等原因拒动或没有纵联保护时, 仍可保证选择性, 并大大缩短全线速动时间, 明显提升后备保护性能。
二、110KV线路的电流保护
关于电流保护的局限。就电流保护的保护范围来说, 不仅随电网运行方式的变化而变化, 而且还与短路故障类型有关。110KV线路一般长度较短, 线路出口和末端短路电流相差无几, 若按躲线末整定, 则保护对出口短路故障就无灵敏度。因此电流段一般无法按躲线末而是按躲开变压器其他侧母线故障整定, 用于多级串供线路时无法保证选择性。
关于双侧电源线路弱电侧重合闸问题。一侧为系统, 一侧为地区电源的双侧电源线路,线路故障两侧跳开, 系统侧检验无压成功后, 弱电侧无法检验同期重合闸。线路两侧跳闸后, 地区系统可能因功率较小而导致低频、低压等解列装置动作切机。系统侧重合闸成功后, 弱电侧可以检验母线无压线路有压重合说明地区电源已经解列且系统侧重合闸成功。对于那些电厂机组出力与所带负荷能就近平衡的, 因为不能检验同期重合闸而成为独立网运行。现今在用户对电压和频率要求都较高的情况下,独立网运行显然不能保障合格的电力供应。
三、解决方案
距离与电流保护组合的设想。距离和电流保护有各自的优势和不足, 结合在一起能相互弥补不足。对于微机保护, 完全可以同时具备距离保护和电流保护, 对于不同类型线路, 保护功能选择由运行整定计算人员来确定。如带接变压器的终端线路或单母线、单母线分段运行变电站的出线, 可只投过流、零序保护, 小方式电流保护灵敏度不满足要求时考虑投人距离Ⅱ段（但对于单母线或单母线分段接线, TV检修时需退出距离保护）；有相邻下级的线路或可能转供终端线路的联络线可选择距离保护、零序保护再加过Ⅲ流段, 既满足选择性又兼顾远后备保护。距离和电流保护合二为一, 使得同一变电站不同需求的110KV线路后备保护软、硬件都能统一, 在备品备件和管理上也是有好处的。
关于重合闸引入准同期的功能；准同期装置是自动检查待并发电机与母线之间的电压差及频率差是否符合并列条件, 并在满足这2个条件时, 能自动提前恒定越前时间发出脉冲, 使断路器主触头在相角差为零的瞬间闭合。检验同期重合闸是在线路有压且母线和线路电压角度差小于同期合闸角时置同期标志并开始计时, 在用户整定的重合闸时间延时内, 一旦角度差不满足上述条件, 立刻清同期标志等待下一次机会。很显然, 线路保护里检同期重合闸的实现远比准同期装置苛刻。而线路开关本身就是发电机的后备同期点, 自动准同期无疑在某些情况下可以提高线路保护重合闸的成功率。
【参考文献】
［１］许建安．继电保护整定计算[M]．北京：中国水利水电出版社．2006．
［２］贺家李．宋从矩．电力系统继电保护原理[M]．北京：水利电力出版社．2004．