晶体管保护与微机.doc

附件：晶体管保护与微机保护运行特性比较分析工程公司电试班 范庆玉摘 要 针对晶体管保扩与WXB-11微机保护中的高频闭锁方向保护在电力系统中发生功率倒向时防止保护误动作采取的防范措施进行了系统的分析比较，以深刻了解晶体管保护与WXB-11微机保护的运行特性。关键词 晶体管保护 微机保护 功率倒向4随着电力系统的不断发展，对继电保护提出了更高的要求，同时要求继电保护工作者更加了解保护的运行特性。目前，电力系统中微机保护与晶体管保护共存的现象还有不少，为了对其运行特性有更深刻的了解，本文根据现场运行经验，针对晶体管保护与WXB-11微机保护在电力系统发生功率倒向时的运行特性进行了比较分析，以供继电保护工作人员参考。1、功率倒向产生的原因在平行线路或环网中，当被保护线路的区外发生故障时，两侧高频闭锁方向保护的功率方向测量元件必然是一侧为正方向动作于停信，另一侧为反方向，故持续发高频闭锁信号，闭锁两侧保护。当故障线路的一侧断路器先跳闸时，被保护线路中的故障电流可能出现倒换方向的情况，致使两侧故障方向测量元件的动作状态也随之变换。其中一侧功率方向由正变负，方向元件由动作变为不动作；另一侧功率方向由负变正，方向元件由不动作变为动作。如果由不动作变为动作的速度大于由动作变为不动作的速度，就有可能短时出现两侧功率方向测量元件均处于动作的状态，即两侧同时处于停信状态，造成保护误动作。如图1所示的简单平行网中，当d1点发生故障时，对于线路L2，短路功率方向为从左至右，保护3测量功率方向为负，保护发信，闭锁保护；保护4测量功率方向为正，保护停信，但能收到对侧保护3的高频闭锁信号，保护可靠不动作。对于线路L1，由于流经保护2的短路功率比流经保护1的短路功率大得多，所以保护2先动作跳开断路器2DL。此时短路功率重新分配，线路l的功率方向倒向，即短路功率方向变为从右至左，保护3测到的功率方向为正方向，故停止发信；保护4测到的方向为反方向，将发出闭锁信号。如果保护3功率方向元件的动作速度大于保护4，则此时两侧同时停信，即两侧都判为正方向，保护动作，从而造成线路L2被误切除。为了防止功率倒向时保护误动作，晶体管保护与WXB-11微机保护分别采取了下述措施。 2、晶体管保护的防范措施为了更好地分析问题，首先分析一下。在电力系统发生短路故障时，高频闭锁方向保护中高频信号的状态。区内故障时，两侧高频闭锁方向保护动作于停信的时间一般不大于30 ms，而收信机有持续收信输出的时间则更短一些，一般不大于25ms；区外故障时，故障线路保护动作时间为30 ms，断路器跳闸及灭弧时间之和约40-60ms，再考虑因故障电流倒换方向，保护动作需要10ms左右。所以其最短的持续时间约70 ms左右，如图2所示。因而从收信机持续有高频信号输出的时间上可以判断出发生的是区外故障还是区内故障。晶体管保护正是利用高频信号持续的时间来判断是区外故障还是区内故障。区外故障时，为了防止功率倒向的影响。特增设时间元件延长发信，使高频信号持续一段时间，躲过功串倒向；而区内故障时，使保护不受影响。框图如图3所示，图中的T10元件是为防止功率倒向高频闭锁方向保护误动作而设计的，它能躲过功率倒向的影响。工作原理为：区内故障，由于T10的延时50 ms未到，开放继电器KFJ能可靠动作使保护开放，保护不受影响；区外故障，高频信号持续时间大于50 ms,T10的50 ms延时时间已到，通过或门H8、非门F1、与门Y2来闭锁开放继电器KFJ，使保护不开放，闭锁的时间为故障切除后再延时30ms，而功率倒向的时间约为1015ms，所以能够可靠地躲过功率倒向的影响。由此可见，晶体管保护中，躲过功率倒向的影响是利用时间延时来实现的。但是由于增加了时间延时，从而带来了以下两个问题：(1)手动检测高频通道时，如果区内发生故障，高频闭锁方向保护动作时间则增加30ms。(2)当区外故障经50 ms后转为区内故障时，高频闭锁方向保护的动作时间也要增加30ms。 3 WXB-11微机保护的防范措施 WXB-11微机保护躲功率倒向的影响采取的措施如下： (1)高频闭锁距离保护。区内故障时，程序转入故障处理程序判为区内故障，立即出口跳闸，保护可靠动作；区外故障时，运行程序转人故障处理程序判为区外故障，经60 ms延时进入振荡闭锁程序，闭锁高频闭锁距离保护，使之可靠地不动作。可见，WXB-11微机保护中的高频闭锁距离保护采取的措施与晶体管保护采取的措施基本相同，都是在区外故障时增加延时躲过功率倒向的影响。(2)高频闭锁零序保护。区内故障时，程序转入故障处理程序判为区内故障，立即出口跳闸，保护可靠动作；区外故障时，运行程序转入故障处理程序判为区外故障，延时等待40 ms后转入 1.5 s循环，符合跳闸条件则延时60 ms出口跳闸。软件框图如图4所示。对WXB-11微机保护与晶体管保护进行的比较可得出以下异同点： (1)在手动检测高频通道时，若区内发生故障，WXB-11微机保护能可靠地无延时出口跳闸。这是因为在手动检测高频通道时，WXB-11微机保护仍然每隔5/3 ms发中断一次进入中断服务程序，进行数据采样、故障判别。若此时发生故障，立即转入故障处理程序，而不再检测高频通道。 (2)由以上分析可知，区外故障经50 ms后转为区内故障时，WXB-11微机保护也要增加额外延时才能出口跳闸。通过对晶体管保护与WXB11微机保护在电力系统发生功率倒向时采取措施的比较分析可以看出，微