电力线路的继电保护
7.1 引言
电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分。继电保护的庄装设应符合可靠性与安全性、选择性、速动性四个基本要求。设计应满足《继电保护和安全自动装置技术规程》(SDJ6—83),针对该区域变电站其自身的特点,制定合理的保护方案,力求做到可靠、简单、经济并适当考虑电网的发展。
电力系统的电气设备和线路应有主保护和后备保护以及必要的辅助保护。主保护—能快速并有选择地切除被保护区域内的故障。后备保护——在主保护或短路器拒动时,切除故障。后备保护有分为近后备保护和远后备保护两种形式:
远后备保护是指当主保护或断路器拒动作时,由相邻设备或线路的保护实现后备。
近后备指当主保护拒动作时,由本设备或线路的另一套保护实现后备,当断路器拒动作时由断路器失灵保护实现后备。
辅助保护——当需要另还切除线路故障或消除方向功率死区时可采用由电流速断保护构成的辅助保护。
保护装置的装设原则:
(1)当被保护元件发生短路或是破坏系统正常运行的情况,保护装置应动作于跳闸,当发生不正常动作时,保护装置应动作于信号。
(2)为保障系统非故障部分的正常供电,保护装置应以足够小的动作时限去切除故障。
(3)系统故障时保护装置应有选择性地动作于跳闸,在必须加速时,可无选择性地跳闸而由自动重合闸装置来纠正保护的无选择性动作。
(4)满足要求1或用作后备保护时,保护装置容许带有一定时限切除故障。
(5)保护装置所用的继电器越少越好,并使其接线简单可靠。
(6)保护装置电压回路断线时,如可能造成保护装置的误动作则应装设电回路断线监视或闭锁装置。
(7)在表示保护装置动作的出口上应装设信号继电器。以利于运行人员分析和统计保护的动作情况。
(8)主保护装置除了完成主保护任务外,如有可能还应作为相邻元件的后备保护。
(9)当保护装置因动作原理不能起相邻元件的后备保护作用时,应在所有和部分断路器上装设单独的后备保护。
(10)为了起到相邻元件的后备保护的作用而使保护装置复杂化,或不能达到完全的后备保护作用时,允许缩短后备范围。
(11)在实际可能出现最不利的运行方式和故障类型下,保护装置应有足够的灵敏系数;
对反应电气量上升的保护装置:
灵敏系数保护范围内发生金属性短路故障参数的最小计算值 保护装置的动作参数
对反应电气量下降的保护装置:
灵敏系数保护装置的动作参数 保护范围内发生金属性短路故障参数的最大计算值
各种保护装置的灵敏系数应满足电力系统《继电保护和安全自动装置技术规程》(SDJ—83)的规定。
(12)保护装置的灵敏性还应该与相邻设备或线路配合。
(13)保护装置所用电流互感器在最不利的条件下其误差应小于10%。
7.2 电力系统继电保护的原则
逐级配合原则:
(1)上,下级保护之间,除有特殊规定以外,必须遵守逐级配合原则;在上下级灵敏系数之间,上下级动作时间之间均需相互配合,以保证电网发生故障或出现异常运行情况下保护有选择的动作。
(2)各种保护按阶段原则选择整订制和控制断路功率方向来保证动作的选择性,具有绝对选择性的纵联差动或横联差动保护除外。
(3)相邻保护之间,一般主保护与主保护段配合,后被保护与后备保护段相配合。如果后备保护与相邻元件保护配合满足灵敏度也可以这样配合,以加速保护动作时间。
(4)反应同种故障内型的保护之间配合,即相间保护与相间保护配合,接地保护与接地保护配合。
(5)当两侧的电源无方向时,按正反两方向相配合,当选择带方向保护时,其整定值按单方向配合。
(6)在单相重合过程中不论健全相是否发生故障,保护装置仍能保证选择性。 灵敏系数校验原则:
(1)保证灵敏系数允许按常见不利运行方式下不利故障类型进行校验。
(2)复杂网络中,当相邻元件故障,而在保护或开关拒动时,允许按其他有足够灵敏度的分支相继跳闸后的条件验证保护灵敏数。
(3)在工程设计中,灵敏系数的校验均采用金属性短路作验证条件。 时间级别的选择原则:
定时保护装置之间除在灵敏系数上必须配合外,动作时限也应配合。t影响因素有:
(1)被整定保护装置时间元件正误差及与之相配合的负误差。
(2)断路器的跳闸时间。
(3)储备时间。
110kV及其以上电网断路器跳闸时间基本为0.04—0.006S。t的大小主要取决于采用元件的精度,对一般电磁型时间继电器t可取0.05S,对高精度元件t可取0.03S。
继电保护断路计算原则:
(1)忽略发电机,调相机,变压器阻抗参数的电阻部分。
(2)各级电压采用标称额定电压或某一平均值。
(3)不及各线路电容和符合电流的影响。
(4)不及故障点电阻和接地电阻的影响。
(5)不计断路暂态电流中的非周期分量。
7.3 电力线路继电保护的任务
(1)当发生故障时,自动、迅速、有选择性地将故障组件从供电系统中切除,使故障组件免除继续遭到破坏,保护其它无故障部分,迅速恢复正常运行。
(2)当出现不正常运行状态时,继电保护装置动作发出信号、减负荷或跳闸,以便引起运行人员注意,及时地处理,保证安全用电。
(3)继电保护装置还可以和供电系统的自动装置,如自动重合闸、备用电源自动投入等配合。大大缩短停电时间,从而提高供电系统运行的可靠性。
电力线路的继电保护
7.1 引言
电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分。继电保护的庄装设应符合可靠性与安全性、选择性、速动性四个基本要求。设计应满足《继电保护和安全自动装置技术规程》(SDJ6—83),针对该区域变电站其自身的特点,制定合理的保护方案,力求做到可靠、简单、经济并适当考虑电网的发展。
电力系统的电气设备和线路应有主保护和后备保护以及必要的辅助保护。主保护—能快速并有选择地切除被保护区域内的故障。后备保护——在主保护或短路器拒动时,切除故障。后备保护有分为近后备保护和远后备保护两种形式:
远后备保护是指当主保护或断路器拒动作时,由相邻设备或线路的保护实现后备。
近后备指当主保护拒动作时,由本设备或线路的另一套保护实现后备,当断路器拒动作时由断路器失灵保护实现后备。
辅助保护——当需要另还切除线路故障或消除方向功率死区时可采用由电流速断保护构成的辅助保护。
保护装置的装设原则:
(1)当被保护元件发生短路或是破坏系统正常运行的情况,保护装置应动作于跳闸,当发生不正常动作时,保护装置应动作于信号。
(2)为保障系统非故障部分的正常供电,保护装置应以足够小的动作时限去切除故障。
(3)系统故障时保护装置应有选择性地动作于跳闸,在必须加速时,可无选择性地跳闸而由自动重合闸装置来纠正保护的无选择性动作。
(4)满足要求1或用作后备保护时,保护装置容许带有一定时限切除故障。
(5)保护装置所用的继电器越少越好,并使其接线简单可靠。
(6)保护装置电压回路断线时,如可能造成保护装置的误动作则应装设电回路断线监视或闭锁装置。
(7)在表示保护装置动作的出口上应装设信号继电器。以利于运行人员分析和统计保护的动作情况。
(8)主保护装置除了完成主保护任务外,如有可能还应作为相邻元件的后备保护。
(9)当保护装置因动作原理不能起相邻元件的后备保护作用时,应在所有和部分断路器上装设单独的后备保护。
(10)为了起到相邻元件的后备保护的作用而使保护装置复杂化,或不能达到完全的后备保护作用时,允许缩短后备范围。
(11)在实际可能出现最不利的运行方式和故障类型下,保护装置应有足够的灵敏系数;
对反应电气量上升的保护装置:
灵敏系数保护范围内发生金属性短路故障参数的最小计算值 保护装置的动作参数
对反应电气量下降的保护装置:
灵敏系数保护装置的动作参数 保护范围内发生金属性短路故障参数的最大计算值
各种保护装置的灵敏系数应满足电力系统《继电保护和安全自动装置技术规程》(SDJ—83)的规定。
(12)保护装置的灵敏性还应该与相邻设备或线路配合。
(13)保护装置所用电流互感器在最不利的条件下其误差应小于10%。
7.2 电力系统继电保护的原则
逐级配合原则:
(1)上,下级保护之间,除有特殊规定以外,必须遵守逐级配合原则;在上下级灵敏系数之间,上下级动作时间之间均需相互配合,以保证电网发生故障或出现异常运行情况下保护有选择的动作。
(2)各种保护按阶段原则选择整订制和控制断路功率方向来保证动作的选择性,具有绝对选择性的纵联差动或横联差动保护除外。
(3)相邻保护之间,一般主保护与主保护段配合,后被保护与后备保护段相配合。如果后备保护与相邻元件保护配合满足灵敏度也可以这样配合,以加速保护动作时间。
(4)反应同种故障内型的保护之间配合,即相间保护与相间保护配合,接地保护与接地保护配合。
(5)当两侧的电源无方向时,按正反两方向相配合,当选择带方向保护时,其整定值按单方向配合。
(6)在单相重合过程中不论健全相是否发生故障,保护装置仍能保证选择性。 灵敏系数校验原则:
(1)保证灵敏系数允许按常见不利运行方式下不利故障类型进行校验。
(2)复杂网络中,当相邻元件故障,而在保护或开关拒动时,允许按其他有足够灵敏度的分支相继跳闸后的条件验证保护灵敏数。
(3)在工程设计中,灵敏系数的校验均采用金属性短路作验证条件。 时间级别的选择原则:
定时保护装置之间除在灵敏系数上必须配合外,动作时限也应配合。t影响因素有:
(1)被整定保护装置时间元件正误差及与之相配合的负误差。
(2)断路器的跳闸时间。
(3)储备时间。
110kV及其以上电网断路器跳闸时间基本为0.04—0.006S。t的大小主要取决于采用元件的精度,对一般电磁型时间继电器t可取0.05S,对高精度元件t可取0.03S。
继电保护断路计算原则:
(1)忽略发电机,调相机,变压器阻抗参数的电阻部分。
(2)各级电压采用标称额定电压或某一平均值。
(3)不及各线路电容和符合电流的影响。
(4)不及故障点电阻和接地电阻的影响。
(5)不计断路暂态电流中的非周期分量。
7.3 电力线路继电保护的任务
(1)当发生故障时,自动、迅速、有选择性地将故障组件从供电系统中切除,使故障组件免除继续遭到破坏,保护其它无故障部分,迅速恢复正常运行。
(2)当出现不正常运行状态时,继电保护装置动作发出信号、减负荷或跳闸,以便引起运行人员注意,及时地处理,保证安全用电。
(3)继电保护装置还可以和供电系统的自动装置,如自动重合闸、备用电源自动投入等配合。大大缩短停电时间,从而提高供电系统运行的可靠性。