




已阅读5页,还剩20页未读, 继续免费阅读
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
山西农业大学工程技术学院毕业论文FSC对中低压输电线路常规保护设计摘要 文章综述了固定串补电容对输电线路各种继电保护的影响,总结了迄今为止所采取的解决办法,实际运行的结果。在介绍FSC结构和通讯设置的基础上,从FSC的工作原理及其与DCS的通讯机理来详细地说明FSC控制及其与DCS通讯过程中数据管理和传输的通道。为正确理解和高水平应用FSC,确保装置事故状态下的安全提供了保证。关键词 固定串补电容 继电保护 线路 安全管理模件Influence Of Fixed Series Capacitor OnProtective Relayings For Transmission LineAbstract The overview of the influence of fixed series capacitor(FSC) on various kinds of protective relayings for transmission line is presented in this paper. The applied countermeasures dealing with the problem in transmission line relaying protection caused by FSC, their simulation results and the operation experiences are reviewed. The structural and communication of FSC system is introduced, then the work principle of FSC and method of its communication with DCS is explained, FSC control and passageway that can be used to manage and transmission of date is described. It can enable comprehend and good application of FSC system to ensure the safe under the fail state of unit.Keywords Fixed Series Capacitor(FSC) Protection Relaying Transmission line 目录FSC对中低压输电线路常规保护设计- 1 -前言- 3 -1 FSC基本结构和主要元件功能- 4 -1.1 FSC的基本结构- 4 -1.2 主要元件的使用功能- 5 -1.2.1 串联电容器- 5 -1.2.2保护间隙- 5 -1.2.3 阻尼回路- 5 -1.2.4 旁路开关- 6 -1.2.5 放电装置- 6 -1.2.6 串补回路操作开关及隔离刀闸- 6 -1.2.7 氧化锌避雷器- 6 -2 FSC线路常规保护的设计- 6 -2.1 中性点不接地系统- 6 -2.2 对差动保护的设计- 7 -2.3 对距离保护的设计- 7 -2.3.1 故障发生在串补电容前,对故障点前保护的影响- 7 -2.3.2 故障发生在串补电容后,对故障点后保护的影响- 7 -2.3.3 故障发生在电容后,对电容前的距离保护的影响- 8 -2.4对过流保护的设计- 9 -3串补电容(FSC)对输电线路保护的影响- 10 -3.1 固定串补对距离保护动作特性的影响- 11 -3.1.1 固定串补对方向阻抗距离元件的影响- 11 -3.1.2 固定串补对故障分量距离元件的影响- 11 -3.2串联补偿电容对方向元件的影响- 12 -3.2.1串补电容对负序(零序)功率方向继电器的影响- 12 -3.2.2串补电容对故障分量方向继电器的影响- 13 -3.3 串补电容对纵联保护的影响- 13 -3.3.1 对纵联方向保护的影响- 14 -3.3.2 对纵联距离保护的影响- 15 -3.3.3 对纵联电流差动保护影响- 15 -3.4带串补电容的暂态过程对保护的影响- 15 -3.5 串补电容对线路保护的影响分析- 16 -3.5.1 对距离保护的影响- 16 -3.5.2 对方向元件的影响- 17 -3.5.3 对纵联电流差动保护影响- 18 -3.5.4 电流反相对保护的影响- 18 -3.6含串补电容及相邻线路保护的整定- 19 -3.6.1 主保护的整定- 19 -3.6.2 后备保护的整定- 19 -3.7 后备保护整定实例- 20 -3.7.1 保护1、8- 20 -3.7.2 保护6、7- 21 -3.7.3 保护2、3、4- 21 -3.7.4 保护5- 21 -3.8 影响范围的确定- 22 -3.9 减少串补电容影响所采取的措施- 22 -结束语- 23 -致谢- 23 -参考文献- 24 -前言随着电力系统的不断发展和扩大,输配电线路的延伸长度和送电功率也相应的不断增加。因此,在中、低压电网中往往由于线路阻抗和输送功率的增大而使电压质量不能满足用户的要求。采用串联电容来补偿线路电抗是一种改善电压质量和提高送点容量的有效措施。串补技术现在主要分为两大类:其一,是传统串补(即固定串补,FSC),补偿容量固定;其二,是晶闸管可控串补(TCSC)。补偿的容量可以连续调节,两类串补在现有的电力工程项目中都得到了广泛的应用。在具有串联电容补偿的线路上,由于串联电容器对系统的稳态和暂态过程有很大影响,破坏线路的感抗,而线路保护装置的方向测量元件及阻抗测量元件均以线路感抗为基础。因此,串补装置的投入必然会对线路保护带来影响,对不同原理的线路保护,其影响程度也各不相同。随着电力系统输送容量的增大,串补电容作为提高线路输送能力的经济适用方法,得到日益广泛的应用。然而,应用串补电容在提高线路输送能力的同时,也给电力系统带来了一些不利影响。对一般输电线路而言,其阻抗参数均为感性,线路保护装置的方向测量元件及阻抗测量元件均以线路参数的这一“感性”特点为基础。而线路串补电容改变了线路参数的这一“感性”特点,必然会对线路保护带来影响。对不同原理的线路保护,其影响程度也各不相同。串联电容补偿是提高输电系统经济性和可靠性的有效且经济的手段。其主要作用在于:通过控制潮流提高电力系统的输送能力;改善电力系统的稳定性;改善电压质量及无功功率平衡;调节双回线路之间的负荷使其达到最佳分配;减少系统的线路损耗。与增设输电线路相比,其经济效益非常显著。一般认为,固定串补给输电线路继电保护带来的问题主要表现在:电压反向、电流反向、LC谐振、电容的过电压保护性能及电压电流变换器安装位置的选择。但对于采用MOV保护的固定串补电容,当短路电流较大时,MOV将被触发,使得电流反向不会发生,而且由于MOV消耗大量的能量,给电力系统谐波提供了强大的阻尼作用,使得故障时附加的高频和低频暂态分量变得很小。研究还表明,MOV触发的快慢对继电保护没有大的影响。因此,对于采用MOV保护的固定串补线路,电压反向和电压电流变换器的安装位置是影响继电保护性能的关键因素。1 FSC基本结构和主要元件功能1.1 FSC的基本结构如图1所示,主要有串联补偿电容器、保护间隙、旁路开关、阻尼电阻、阻尼电抗、放电装置、氧化锌避雷器、线路开关、串补回路操作开关、 图1 FSC的基本机构1.2 主要元件的使用功能1.2.1 串联电容器在线路上串联接入电容器,利用电容器的容抗补偿线路的感抗,使电压损耗中的分量减少,从而可以提高线路末端电压,如果补偿度超过80%,必须计入电压降落的纵向分量才能得到正确的计算结果,计算公式如下: 补偿度视串补装置应用场合不同而不同。成为过补偿,成为全补偿,成为欠补偿。一般在高压输电线路中,在中低压系统中,1.2.2保护间隙采用放电间隙是限制电容器过电压、保护氧化锌避雷器的重要手段。放电间隙与电容器并联,当电容器上过电压超过氧化锌避雷器的钳制电压,达到间隙动作残压,间隙被击穿,电容器被间隙电弧所短接,线路恢复感性状态,这可以使电容器及氧化锌避雷器免于遭受到电压的危害。在系统非故障时出现的过电压下(如切、合线路、负荷调整等)间隙不应动作。保护间隙采用非自灭弧点火触发型,电极为球形,石墨材料。间隙电弧应封闭一定的空间内。1.2.3 阻尼回路阻尼回路由阻尼电阻和阻尼电抗并联组成。当保护间隙由于电容器极间过电压被击穿时,阻尼回路应对电容器组的放电过程实施有效的阻尼,使电容器的放电电流不超过其额定电流的100倍(对于非自灭弧间隙)。在串联电容器被旁路,线路开关未跳开前,阻尼回路将通过短路电流,阻尼电抗器将分担短路中的大部分。阻尼电抗用来保证在间隙击穿时的高额放电电流绝大部分通过阻尼电阻,减少放电电流幅值,并将放电电流阻尼成非周期的或至少使震荡衰减足够快;阻尼电抗用来保证在当间隙击穿后,使大部分工频短路电流通过阻尼,以减少轻阻尼电阻的工作条件。1.2.4 旁路开关旁路开关的分、合实现串补电容的投退;旁路开关是与保护间隙并联的一个断路器,当间隙击穿后旁路开关合闸,使间隙被旁路,以加速间隙的灭弧,是防止间隙烧毁的重要措施。1.2.5 放电装置当电容器组正常运行时,放电线圈电抗值极大,相当于开路,系统故障时电容器经阻尼回路放电,当电容器组退出运行后,放电线圈两端相当于施加了一个直流电压源,使其铁心迅速饱和,电抗值迅速下降,使电容器上的残存电荷迅速释放掉,使其端电压降至安全电压范围内,以确保检修人员的安全;并能够为装置保护提供电压信号。1.2.6 串补回路操作开关及隔离刀闸串接在补偿电容器两端,使电容与系统的联结有明显的断开点,确保补偿电容在投退操作中的安全。1.2.7 氧化锌避雷器吸收各类负荷调整、系统操作以及雷电波仔电容器上产生的过电压,但氧化锌避雷器能够吸收的能量是有限的,在系统故障时,钳制电容器上产生的过电压,达到间隙放电过电压值,控制间隙的点火触发击穿间隙,同时控制开关合闸,旁路间隙。2 FSC线路常规保护的设计2.1 中性点不接地系统本文以中低压不接地单端电源供电系统(图2)为例来阐述串补电容对线路差动保护、距离保护、过流保护的影响。中低压不接地系统应该配置电流差动保护作为全线速动的主保护,配置相间距离保护和相过流保护作为后备保护。单端电源供电系统图如下: 图2 单端电源供电系统 A、B、C、D分别为四个变电站,串补电容设置在B、C间,在线路的1-6处分别装设的线路差动保护、距离保护、过流保护装置,K1、K2、K3为假设发生故障的位置。由于串补电容的存在,可以分故障发生在电容前(即故障电流没有流过电容,如K2点)和电容后(即故障电流流过电容,如K1点)两种情况来研究对保护的影响。2.2 对差动保护的设计差动保护基于基尔霍夫定律,与各侧电流性质(容性还是感性)无关。在不考虑误差的情况下,差动保护仅和输电线路的对地容性电流大小有关系。安装串补电容后,对中低压输电线路的对地电容影响不大,所以差动保护不受串补电容的影响。由于是不接地系统,应该考虑配置变化量相差动和稳态相差动继电器。2.3 对距离保护的设计2.3.1 故障发生在串补电容前,对故障点前保护的影响由于是单端电源串供线路,所以当故障发生在电容前时,故障点前的保护正向看出没有电容器,其保护范围和方向性不受串补电容的影响;而故障点后的保护由于没有故障电流和电压,起距离保护不会动作。2.3.2 故障发生在串补电容后,对故障点后保护的影响当故障发生在电容器后时,对安装在电容器后的保护装置来说,其正向看出没有电容器,其测量阻抗总是感性且可以准确反映故障点距离,即其距离保护的保护范围和方向性不受串补电容的影响。所以,A-B运行方式下的保护5,6的距离、段保护可以投入。2.3.3 故障发生在电容后,对电容前的距离保护的影响(1)间隙能够击穿的情况由于中低压线路串补电容采多采用取了过补偿,A-B运行方式下,变电站母线故障时的短路电流最小。如果C变电站母线故障时,保护间隙能够可靠击穿,那么电容后的所有故障点,护间隙都能够瞬时击穿,距离继电器将不存在问题。同样,在D-B运行方式下,如果电容后的出口故障能够保证间隙可靠击穿,那么距离继电器也不存在问题。(2)间隙没有击穿,MOV也没有导通的情况故障电流流过电容后,间隙不击穿并且MOV不导通的情况也不可能发生。即使出现,这种状态的持续时间很短,也仅可能会对距离段产生影响。下面分析这种情况是否会对距离段产生影响。正向故障和反向故障时距离特性(极化电压带记忆)如下图所示: 图3 正向故障A-B运行方式下,根据串联电容补偿装置设置地点的选择原则,通常在中低压线路中(图1)电容器容抗大于保护安装处背后最大的等值系统阻抗,距离保护段定值应该很小。这样,测量阻抗不会落入动作阻抗圆,如图3所示。所以1、3的距离段不存在正向超越问题。阻抗继电器在记忆的情况下,反向故障特性为一上抛圆,如图4中的C2,其与电抗线与C1有共同的保护区,但由于,测量阻抗也不会落入动作区,所以保护2、4的距离不存在反向误动问题。 图4 反向故障特性由上述分析得知,由于补偿容抗非常大,无论正向区外故障还是反向故障,测量阻抗都不会落入距离段动作区内。所以,这种情况下对距离段没有影响。(3)间隙没有击穿,MOV导通根据间隙参数。MOV参数和短路计算参数得知,故障电流流过电容后,MOV导通但间隙不击穿的情况是不会发生。2.4对过流保护的设计无论故障发生在电容前,还是电容后,对电容后的保护装置来说,过流保护的方向判别仍然感受的事感性,方向不会误判。所以,A-B运行方式下的保护5、6的过流、段保护可以投入。如果故障发生在电容前,安装在电容前的保护装置,其过流方向判别不会受到任何影响,对于安装在电容器后的保护装置,其过流元件本身及方向元件都不会动作。如果故障发生在电容后,间隙能够快速击穿,那么电容前的保护装置的过流、段保护感受到的容性电流时间很短,整定延时足以保证过流、段正确动作。如果故障发生在电容后,间隙能够快速击穿,在间隙击穿前,电容前的过流段保护会暂时感受到容性电流,造成过流方向判别错误。以A-B运行方式为例,故障点在K1,此时保护1和3的过流段可能判别为反向,而保护2和4的过流可能判别为正向,这样可能造成1和3拒动,保护2和4误动。对于这种情况,过流段可以增加适当的延时以躲过间隙击穿时间,过流各段延时定值均可以单独整定。如果故障发生在电容后,间隙不能击穿或者MOV导通不深,电容前的过流、段保护都会感受到容性电流,并且方向判别错误,电容前的所有过流保护动作行为的正确性无法得到保证。可以采取下面的措施:由于电容器的存在且为过补偿,在电容后发生故障而间隙未击穿时,流过全线的短路电流为容性电流,则安装在电容前的保护装置测量到的故障电压会大于故障前的额定电压,特别是电容前的保护4处的电压会远大于正常运行电压(无串补电容时故障后电压应降低而不是升高),故可以增加过电压判别,当电压大于正常电压时闭锁过流保护。3串补电容(FSC)对输电线路保护的影响 目前的继电保护理论大致以电压电流工频量、工频故障分量及序分量为基础构成、距离保护、方向保护及差动保护等的主要保护原理,以这些保护原理构成的继电器在电力系统继电保护领域起着主导作用。始于70年代末的基于行波理论的超高速保护装置由于没有能够达到理想的准确度和可靠性而未能被广泛采用。近年来,出现了利用故障产生的高频噪声的超高压传输线路保护方案,但这一理论离实际应用还有一定的距离。下面主要论述串联补偿电容给距离保护、方向保护、差动保护及以这些保护为基础构成的纵联保护带来的影响。3.1 固定串补对距离保护动作特性的影响3.1.1 固定串补对方向阻抗距离元件的影响串补电容安装位置和补偿度是影响阻抗继电器动作特性的重要因素。串补电容可安装在线路的中部、线路的两端或中间变电所两母线之间。在我国,串补电容通常安装在线路的一侧。对图5所示的系统,串补电容在线路的一端,如果F1处短路,极可能引起继电器和的电压反向,使它们失去方向性,从而导致阻抗继电器拒动,阻抗继电器误动。对阻抗继电器,正向远方电容外短路,继电器可能超越动作。阻抗继电器与阻抗继电器具有相似的特性。 图5 继电器及串补电容位置示意图多相补偿方向阻抗继电器受串补电容的影响较少。但在某些特定情况下,如果保护装置背后的串补电容外短路时,多相补偿方向阻抗继电器仍有可能误动作。在双回线路中,每条线路上的保护除存在如前所述的问题外,当一条线路上发生故障时,可能导致线路中电流或电压反向,影响另一条线路上保护的动作。3.1.2 固定串补对故障分量距离元件的影响当整定值末端电压变化量大于整定门坎电压时继电器动作,否则不动作。对于图6所示的系统,当没有串补电容时,正向区外和反向短路时的皆小于,继电器不动作,并有明确的方向性。当区内远端出口短路时,皆大于,继电器动作。 图6 故障分量距离元件特性分析系统图加入串补电容后,如果按整定保护范围,正向区外和反向短路时,无论电容短接与否,继电器不动作。如果区内近端处发生短路,则较大的短路电流会使MOV触发,容抗减小,维持短路电流的感性性质,继电器正确动作。但当区内处发生短路时,继电器能否正确动作,与短路电流大小、补偿度大小及离补偿电容的距离等因素有关。如果按整定,反向区外处发生短路,则继电器不动作。如果正向区外处发生短路时,则只有当短路电流较大,MOV被触发,继电器才能不动作,否则,很可能超越动作。而当区内处发生短路时,则不管电容的MOV是否被触发,均可正确动作。3.2串联补偿电容对方向元件的影响3.2.1串补电容对负序(零序)功率方向继电器的影响当串补电容保护间隙在短路初瞬时被击穿时,保护装置的动作将不受串补电容影响。当串补电容未被旁路的条件下,(1)串补电容在保护正方向,且串补电容外发生不对称短路时,则负序功率方向继电器正确动作;(2)串补电容在保护反方向,且保护正方向发生不对称短路时,则在实际电力系统中负序功率方向继电器能够正确动作,但当零序网络在母线接有大容量变压器(中性点接地)时,则可能拒动。这一问题可以利用零序电流补偿解决。当串补电容在保护正方向,而在继电器背后发生不对称短路时,则实际电力系统的继电器不会误动作;(3)当保护正方向三相短路,保护反方向串补电容不对称短接时,则负序功率正向元件拒动而反向元件误动。当串补电容在保护正方向,而在保护反方向发生三相短路时,则正方向功率方向元件误动,而反方向功率元件拒动;(4)当保护正方向不对称短路,保护反方向串补电容不对称短接时,继电器能否正确动作,应根据具体情况进行分析。在保护反方向发生不对称短路,保护正方向串补电容不对称短接的情况下继电器也存在误动作的可能性。但是,当电容采用MOV保护时,则(3)、(4)两种情况发生的可能性降低。 图7 故障分量方向元件特性分析系统图3.2.2串补电容对故障分量方向继电器的影响故障分量方向测量电压、电流故障分量的相位。反相位时动作。对于图7所示的系统,反应故障分量三个正方向动作的方向元件测量的相角为反应故障分量三个反方向动作的方向元件测量的相角为式中为补偿阻抗,为线路阻抗的35%-45%,为模拟阻抗。只有当时,故障分量方向元件才不受串补电容的影响。式中和分别为正向和反向短路时的电源正序阻抗。3.3 串补电容对纵联保护的影响纵联保护主要有纵联距离保护、纵联方向保护及纵联相差保护。方向阻抗元件是纵联距离保护的核心元件之一。在串补线路上,纵联距离保护的性能取决于方向阻抗元件的性能。同样,纵联方向保护的性能取决于方向元件的性能。纵联相差保护一般来说受串补电容的影响较小。在被保护线路外部发生短路时,其动作特性与有否串补电容、串补电容是否被全部或部分短接无关,相位测量元件不会误动作。当被保护线路内部短路而且有串补电容一侧的综合阻抗成容性时,则相差纵联保护会拒动。但由于MOV的保护作用,这种情况在实际运行中是不一定存在的。3.3.1 对纵联方向保护的影响负序、零序以及突变量方向继电器的正确工作取决于从母线到与故障点相反方向的等值电源中性点的等值正序阻抗(零序阻抗)的感性性质。图2,对保护3方向元件来说,位于PN线P侧,电压取自母线,当正方向R点短路时,方向元件可靠动作的条件是呈感性,事实上,总大于,条件满足;反方向Q点短路时,总为感性,保护3方向元件可靠不动作。因此,保护3方向元件适应相邻线路有串补电容的情况。对保护2方向元件来说,位于PM线P侧,电压取自母线,当正方向Q点短路时,因总呈感性,所以可靠动作;反方向R点短路时,方向元件可靠动作的条件是呈感性,事实上,总大于,条件满足,保护2方向元件可靠不动作。因此,采用母线PT的保护2方向元件适应本线路有串补电容的情况。当PM线P侧保护电压取自线路PT如保护5所示,反方向Q点短路时,保护安装处与故障点相反方向上等值阻抗为总为感性,保护可靠不动作;。反方向R点短路时,保护安装处与故障点相反方向上等值阻抗为,若在P母线上接有大容量变压器,零序很小,造成小于,导致等值阻抗呈容性,可造成保护5方向元件不动作。这时可采用对零序电压进行补偿的方法,使补偿后的电压为 的选取应保证。对于无串补的线路、串补不在本侧或串补在本侧但取母线TV的则不需补偿。综上分析,对于纵联方向保护来说,负序、突变量方向均能适应本线或相邻线路有串补电容的情况。零序方向保护经补偿后也可适应本线或相邻线路有串补电容的情况。3.3.2 对纵联距离保护的影响欠范围允许式纵联距离保护要求两端欠范围距离元件的保护范围有重叠区,才能快速切除全线任何一点发生的故障。靠近串补电容一侧的欠范围距离元件可按照保线路全长80%85%整定,远离串补电容一侧的距离元件按式(1)或式(2)整定,其保护范围缩短很多,但只要大于线路全长的15%20%就可出现重叠区。超范围允许式纵联距离保护一般采用保线路全长有足够灵敏度的距离二段或三段作发信段,且距离元件仅起方向判别作用,因此不受串补电容影响。3.3.3 对纵联电流差动保护影响串补电容的容抗不可能改变电容器任何一侧系统电抗的性质,系统一次设计会避免发生电流反相的情况。纵联差动保护比较被保护线路两侧的电流,对各条线路来讲,发生外部短路时,线路中流过的是穿越性的短路电流,尽管有了串补电容后短路电流会增大,但线路两端电流相位相反,因此外部短路能可靠不动作。发生内部故障时,两端电流相位相同。纵联电流差动保护从原理上保证了选择性,串补电容对纵联差动保护没有影响。只是应考虑线路装设串补电容后,CT容易出现饱和的情况,为防止分相光纤差动的补正确动作,应采取抗饱和措施防止误动和拒动。3.4带串补电容的暂态过程对保护的影响在串补线路中,系统的任何扰动,包括线路故障、电容器插入、切除串联元件等,都可能在系统中产生低频分量。低频分量会使暂态电流有所增加。研究结果表明,较高的峰值电流可能影响继保装置,对过流单元的动作特性的影响更大。对于距离继电器,在靠近保护范围末端发生短路时,会出现暂态超越动作或延缓动作。对于纵联相差保护,将由于低频分量的出现而延时动作1-2个周波。3.5 串补电容对线路保护的影响分析3.5.1 对距离保护的影响对距离保护而言,其原理是测量保护安装处(TV安装位置)至故障点的阻抗,并与整定阻抗进行比较,从而决定保护是否动作。要距离保护正确判断故障,需保证保护安装处至故障点间阻抗为感性阻抗。 图8 系统示意图如图8所示系统,在串补线路区内点故障时,母线电压可表示为: 线路侧点电压可表示为当值大于且小于()时,母线至故障点间总阻抗将呈容性,母线电压将出现反相。对串补线路侧距离保护而言,若采用母线电压,距离保护将判别故障在区外而拒动而对于采用点线路电压(TV安装于串补电容的线路侧)的距离保护将不受串补电容的影响。对侧相邻线路保护,由于电压反相的范围与故障点位置有关,极端情况下当串补电容出口故障时,将在侧系统一定范围内出现电压反相,而对于采用此范围内的电压作为保护输入电压的距离保护,均可能出现误判方向而误动。在侧背后点系统故障。当值大于时,点电压将出现反相。对串补本线路保护,此时对于采用母线电压的距离保护将不受串补电容的影响,对于采用线路电压的距离保护将判别为区内故障而误动。对相邻线路保护此时不受串补电容的影响。串补电容的引入,对距离保护的保护范围也带来影响,使得按正常保护范围整定的距离保护出现超越,或者说串补电容的引入,缩短了距离保护的保护范围。3.5.2 对方向元件的影响对方向元件(突变量方向、负序方向、零序方向)而言,其动作是否正确取决予保护安装处(TV安装位置)至故障点反方向系统等值中性点问阻抗的性质。以零序功率方向为例,图9、图10所示分别为图8所示系统在点故障和F点故障时的零序电压分布。零序功率方向元件的动作判据为判别保护安装处的零序功率方向,即比较保护安装处的零序电压与零序电流问的角度决定是否动作,而这一角度只取决于保护安装处(TV安装位置)至故障点反方向系统等值中性点间的阻抗角。当阻抗为感性时,方向继电器可正确动作;若阻抗为容性。则方向继电器误动或拒动。 图9 故障点为时零序电压分布图 图10 故障点为时零序电压分布图仍以图8所示系统为例如串补线路侧保护取用母线电压则正方向故障时,保护安装处至故障点反方向系统等值中性点间阻抗必为感性()。因此。方向元件均可正确动作;反方向故障时,由于串补电容容抗必小于其所在线路感抗,因此,保护安装处至故障点反方向系统等值中性点间阻抗也必为感性,方向元件可正确动作。如串补线路侧保护取用点线路电压,则正方向故障时,若值大于(),则保护安装处至故障点反方向系统等值中性点间阻抗为容性,方向元件将拒动;而反方向故障时,保护安装处至故障点反方向系统等值中性点间阻抗仍为感性,方向元件可正确动作。3.5.3 对纵联电流差动保护影响串补电容的容抗不可能改变电容器任何一侧系统电抗的性质,系统一次设计会避免发生电流反相的情况。纵联差动保护比较被保护线路两侧的电流,对各条线路来讲,发生外部短路时,线路中流过的是穿越性的短路电流,尽管有了串补电容后短路电流会增大,但线路两端电流相位相反,因此外部短路能可靠不动作。发生内部故障时,两端电流相位相同。纵联电流差动保护从原理上保证了选择性,串补电容对纵联差动保护没有影响。只是应考虑线路装设串补电容后,CT容易出现饱和的情况,为防止分相光纤差动的补正确动作,应采取抗饱和措施防止误动和拒动。3.5.4 电流反相对保护的影响仍以图8所示系统为例,当值大于()时此时若串补电容出口故障,侧系统电源所供短路电流将呈容性,出现电流反相。事实上,此时系统短路电流非常大,电容器两端承受的电压将远高于其额定电压,同时,系统也将出现过电压等一系列问题。此时,并联在串补电容两端的MOV乃至MOV的大电流保护将会迅速动作(12ms)。经放电间隙将串补电容旁路(此时若不旁路,将造成一次设备的严重损坏)。因此,电流反相对保护的影响可不予考虑。此外,串补电容的接入,使系统故障电流中除包含高次谐波分量及非周期分量外,还包含低频分量,而目前保护装置的滤波环节主要针对高频分量设置,对低频分量无法有效滤除。低频分量的存在将引起距离保护一段的暂态超越。3.6含串补电容及相邻线路保护的整定确保继电保护装置的正确动作,除了要在保护装置的原理实现、逻辑、算法上适应串补电容线路外,还应在整定计算配合上综合考虑串补电容装置的工作原理,MOV、间隙及旁路开关的动作特性,使保护的定值适应串补电容运行和被短接退出、检修各类工况。3.6.1 主保护的整定纵联差动保护在原理确保了选择性,适应于串补运行及退出的各类工况,按常规线路整定。超范围允许式纵联距离保护基本也不受串补电容影响,按常规线路整定。只是要确保发信段在串补运行、退出时均有足够灵敏度。纵联方向保护为确保零序方向不拒动,应根据系统实际运行状况进行补偿。距离一段按照式(1)、式(2)根据系统实际运行情况合理考虑助增进行计算,为防止误动,在保护范围很小时可退出距离一段。 (1) (2) 为线路AB之间故障时,线路CD与电容之间的助增系数。3.6.2 后备保护的整定规程要求距离二段定值按本线路末端发生金属性短路故障有灵敏度并与相邻线路距离一段配合。若配合有困难,可与相邻线路纵联保护配合,但阻抗定值按躲过相邻线路末端故障整定。若仍无法配合,可与相邻元件距离二段配合。动作时间可取0.30.5s,接地可取0.51.0s。从前面串补装置动作原理分析可知,在距离二段动作时间内,串补电容随系统故障距离远近、短路电流的大小可呈现出低电阻(MOV动作)与串补电容并联和串补电容全部退出两种外特性。应根据保护的不同安装位置分别整定。(1)保灵敏度的要求距离二段保证本线路末端发生金属性短路故障有灵敏度,因此必须考虑串补电容投入和退出两种工况。整定时,即使本线有串补也应按串补电容退出的情况进行计算。这样,在正常运行串补电容投入时,依然保证有足够灵敏度。(2)与相邻线路配合的要求与相邻线路配合的目的是保证上下级后备保护之间的选择性,因此对于距离二段的整定应保护不同安装位置分别考虑:对于串补电容线路两端的保护与相邻线路配合时应按照本线串补电容正常运行和相邻线路配合,避免伸得过长,超越出下一级线路。对于串补电容相邻线路两侧的保护和串补线路保护配合时,应根据串补线路被配合段动作的情况及串补电容的动作原理综合考虑。3.7 后备保护整定实例下图为一实际运行系统,下面结合具体保护配置,说明距离二段后备保护的整定: 实际系统接线保护配置图3.7.1 保护1、8(1)确保在串补电容退出运行时全线有灵敏度:(2)与BN一段配合,应考虑本线串补电容运行影响: (3)与BN纵联配合,应考虑本线串补电容运行影响: (4)与BN二段配合,应考虑本线串补电容运行影响: 保护8整定同保护1。3.7.2 保护6、7(1)确保在串补电容退出运行时全线有灵敏度:(2)保护1、8的距离一段由于串补电容影响,范围很小,不考虑与之配合,与MB纵联配合,应考虑MB串补电容运行影响: (3)与MB距离二段配合,可不考虑MB串补电容运行影响: 保护7整定同保护6。3.7.3 保护2、3、4正方向发生故障时保护2(采用线路侧PT)和保护4的保护范围不受串补电容的影响,保护的整定可按照常规的线路保护。对于采用母线侧PT的保护3整定基本上同保护1。3.7.4 保护5(1)和串补侧采用母线PT的保护3配合时,同保护6、7。(2)如果串补电容侧保护采用线路PT,距离二段、三段和保护2的距离二段、三段配合时,由于保护2的二段、三段整定时按常规线路整定,这时保护5配合时应考虑串补电容因素,按下式整定: 距离三段整定同二段类似,但要考虑躲最小负荷阻抗。3.8 影响范围的确定串补电容的引入,将对系统继电保护装置带来一定影响,尤其是对距离保护影响极大。而距离保护是目前电力系统中大量采用的保护之一,因此,如何确定影响范围对串补电容的工程应用显得十分重要。由于电流反相的出现会给一次系统带来诸多问题。必然要靠串补电容本体保护动作。避免这一情况出现。因此。考虑串补电容对系统保护的影响时,可不考虑电流反相问题。此时,电压反相将成为确定影响范围的决定因素,确定了电压反相的范围既确定了串补电容对系统保护的影响范围。在考虑M0V正常动作及Bypass在极其严重故障情况下动作,故障基本不会造成对母线以外的电压反向,因此对区外保护不会造成太大的影响。而当故障发生在线据在出口一定范围之内时,可能由于电压反向而造成线路的距离保护拒动和距离保护误动。可以看出,串补电容对系统保护的影响范围大小不仅与串补电容的参数网络结构有关,还与故障期间电容器自身的保护动作行为密切相关。在串补电容出口一定范围内故障,首先应考虑串补电容的MOV及Bypass正确动作,因为此时如MOV及Bypass不能正确动作,将造成串补电容设备的严重损坏,这是系统运行不能允许的。并且MOV的动作是以串补电容两端电压为判据。而Bypass一般是以火花间隙实现,二者的动作可靠性均非常高,且动作速度远高于保护的动作速度因此。在确定串补电容对保护的影响范围时,应在考虑严重故障时电容器自身保护必须动作的前提下进行,这是确定影响范围的基础。3.9 减少串补电容影响所采取的措施 为减少串补电容对系统保护的影响,应首先从保护配置上采取措施。从以上分析可见,分相电流差动保护是适用于串补线路的首选保护类型。分相电流差动保护以线路两侧差动电流大小作为保护动作判据,从原理上决定其受串补电容的影响很小。因此,对串补线路及其相邻一定范围内的线路保护,为减少串补
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2025年互联网理财行业当前发展趋势与投资机遇洞察报告
- 支部工作条例培训课件
- 支气管哮喘急性发作课件
- 擦玻璃安全知识培训课件
- 2025年河北省医疗三严三基理论考试试题及答案
- 2024年全国消防监督管理安全专业技术及理论知识竞赛试题库(附含答案)
- 法律合同法条解析题库(附答案)
- 撇写法课件教学课件
- 2024年职业技能“汽车装调工”专业知识考试题与答案
- 2025年煤炭生产经营单位(一通三防安全管理人员)模拟考试题(含答案)
- 2025消瘦诊治与管理专家共识解读课件
- DB62T 4248-2020 青海云杉育苗技术规程
- DB32/T 3390-2018一体化智能泵站应用技术规范
- 2025“铸牢中华民族共同体意识”应知应会网络知识竞赛试题及答案(三套)
- 《患者满意度提升》课件
- 2024年广东省连州市事业单位公开招聘笔试题带答案
- 财务国企面试题目及答案
- 蒙特利尔认知评估量表及评分指导
- 建筑材料招标文件2篇
- 电子工厂品质意识培训
- 2025年初中语文教师招聘面试八年级上册逐字稿之苏州园林八上
评论
0/150
提交评论