35kV短距离线路保护设计

1、35kV 短距离线路保护设计【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

2、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

3、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

4、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110kV500kV 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

5、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

6、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、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 ik=

7、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“四统一” 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、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.突变后阻抗在段以内。4 结束语综