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单电源线路纵差保护的灵敏度分析及改进

北极星电力网技术频道    作者:汪洋     2000/6/22 0:00:00   

 关键词:  电源线路 电源 线路

摘 要] 具有制动特性的单电源线路纵差保护在区内故障时,由于制动电流的影响,使其动作灵敏度较双电源时降低了23倍,很难满足灵敏度≥2的要求。通过采用其它保护(ZA0Ⅲ、AS)闭锁的方式,可以降低纵差保护的整定值,从而达到提高灵敏度的要求。
关键词] 纵差保护; 改进; 灵敏度

  一般来说,线路纵差保护有着灵敏度高、选择性强、动作快等特点。但对单电源线路的具有制动特性的纵差保护而言,在区内故障时,差动继电器既有动作电流流过,也有制动电流流过,且制动电流等于动作电流。由于绕组匝数的差别(工作绕组匝数>制动绕组匝数),使得制动安匝远小于工作安匝,但制动安匝对动作的灵敏度有较大的影响,有时甚至会使保护拒动。本文就如何改进和提高线路纵差保护的灵敏性谈谈自己的想法。

1 装置简介

  ZCD-1型纵联差动保护由电流综合装置、桥型比较电路和补偿电路组成(见图1)

1 ZCD-1纵差保护原理图

11 电流综合装置

  电流综合装置的作用是将三相电流变换成单相电流,它包括一个带抽头的一次绕组和二次绕组(如图2所示)。当一次绕组通过对称三相电流时,流经A-B段的电流为A,流经B-C段的电流为(AB),流经C-N段的电流为零,其合成磁势为(INΣANA-B+(ABNBC3ANA-B

2 电流综合装置及合成磁势向量图

12 桥型比较电路

  桥型比较电路由两个桥型整流器(BZ1BZ2)和一个可调电阻R3构成工作回路和制动回路,极化继电器JJ1有两个线圈分别接入工作电路和制动电路。

13 补偿电路

  该电路是补偿辅助导线的电阻和线间电容。

2 单侧电源时区内故障动作及灵敏度

  由图3所得方程组:

3 单电源内部故障电流示意图

联立求解得:122
  工作电流Ig=|21|=I2
  显然,工作电流与制动电流相等。
  因为
JJ1工作线圈为3500匝,制动线圈为550匝,当IgNgIzhNzh为达到继电器JJ1的动作安匝时,仍能使JJ1动作,但是灵敏度要较两侧电源时低。为了定量的分析制动电流对动作情况的影响程度,对各种短路电流的动作情况分三个档位进行了实测,结果如下:

1 40%IH整定值

  AO BO CO AB BC CA ABC
双侧电源/A 073 095 126 358 359 178 206
单侧电源/A 165 204 271 803 803 406 46
倍数(单侧电源
/双侧电源
)
226 215 215 224 224 228 223

2 80IH整定值

  AO BO CO AB BC CA ABC
双侧电源/A 146 181 246 522 521 362 412
单侧电源/A 347 43 57 152 153 855 95
倍数(单侧电源
/双侧电源
)
238 238 232 291 294 236 231

3 130IH整定值

  AO BO CO AB BC CA ABC
双侧电源/A 227 289 379 114 115 577 718
单侧电源/A 545 687 913 272 282 139 151
倍数(单侧电源
/双侧电源
)
24 238 241 238 244 241 21

  从测试数据可知:单侧电源时的动作电流比双侧电源时大
23倍,即灵敏度要差23倍。对单电源线路(特别是与大系统电气距离较远的线路)而言,灵敏度就难以满足≥2的要求,甚至会拒动。

3 改进措施

  带有制动特性的纵差保护,具有很强的躲外部短路的能力。在整定计算时可以不考虑“躲过外部短路的最大不平衡电流”,但必须考虑“躲CT二次回路断线”。ZCD-1型差动继电器虽然整定范围有40%、80%、130%三个档位,为了防止在正常运行时,由于一侧CT二次回路断线而引起保护误动,应“躲过最大负荷电流”,故整定值取值较高。
  单侧电源的纵差保护在区内故障时,由于制动电流的影响,进一步抬高了差动继电器的动作电流,使其灵敏性大打折扣。如何降低整定值和动作电流将是提高其灵敏度的重要环节。
  设置纵差保护的线路一般还装有距离、零序、过电流等后备保护,我们采取距离三段保护、零序三段保护、过电流保护的瞬动接点,接成或门串入纵差保护出口,进行闭锁
(如图4所示)

4 改进回路示意图

  图4虚线部分为改进回路,其中1ZKZ为距离Ⅲ段重动继电器,3LJ0为零序Ⅲ段电流继电器,LJ为过电流继电器。

4 改进回路分析

  (1) 在非故障状态下,距离三段、零序三段、过电流的启动元件均不会动作,CT二次断线可以可靠闭锁。
  (
2) 由于采用距离三段、零序三段、过电流保护的瞬动接点,动作时间不受影响。
  (
3) 距离三段、零序三段、过电流保护的瞬动接点接为或门,能反应各种类型的短路。
  (
4) 距离三段、零序三段、过电流保护的定值较为灵敏,在区内故障会可靠动作。
  这样改进后,纵差保护的定值就可以不考虑躲
CT二次回路断线的条件,即可以按最小整定范围40%IH整定,这将大大提高纵差保护的灵敏度。

作者单位:湖北省荆州电力调度通信局,湖北 荆州 434002

来源:湖北电力
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