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继电保护整定计算实列分析

2021-10-05 12:32分类:电子元器件 阅读:

 

1 前言

近年来,河南电网的發展十分迅速,表1是1998年至今河南电网关键的变动状况。

伴随着电力网的不断发展,继电保护装置整定值测算的目标也愈来愈繁杂。而由于电力工程深化改革,维护科的总数由1996年的10个人降到现阶段的8个人,每一个人的劳动量都大大增加了。这促进大家开展进一步思索,能否在没有违反技术规范的标准下对整定值测算开展一些简单化。

现阶段中国220 kV之上系统软件的继电保护装置整定值测算一般都遵循我国电力部1994年12月准许、1995年5月逐渐执行的《220~500 kV电网继电保护装置运行整定规程》。1994年之前中国的保障以整流器型和晶体三极管型为主导,有一些集成电路芯片维护,微机保护逐渐营销推广。针对整流器型和晶体三极管型维护而言,特性阻抗汽车继电器完成起來比较复杂,因此 ,绝大多数生产厂家的商品仅有两色距离保护,沒有接地装置距离保护。因而,技术规范上尽管有接地装置距离保护的测算,可是现实中接地装置距离保护并没有获得充足的运用。近些年,伴随着微机保护的普及化,河南电网已保持了线路保护装置微机化,接地装置距离保护早已广泛运用。保护接地的常见运用,给整定值测算提升了非常大的劳动量。

事实上在一些作用上,接地装置距离保护和零序保护相近;在整定值测算上,接地装置间距和两色间距相仿。依据接地装置距离保护的那些特性,能够对继电保护装置整定值测算开展一些有利的简单化。大家主要是从三个层面对整定值测算工作中完成了简单化:撤销零序Ⅰ段、简单化零序Ⅳ段测算、统一两色距离保护和接地装置距离保护。

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2 撤销零序Ⅰ段

2.1 路线主要参数对零序保护和接地装置距离保护的危害

在接地装置距离保护沒有取得广泛运用时,对接地装置常见故障,零序保护有其不可替代的功效。但路线零序主要参数的不精确会给零序保护的测算提升一些不确定因素,由于零序Ⅰ段的姿势不是带延迟的,这种不确定因素的危害很可能会造成 零序Ⅰ段的误动。根据数年来的比照,只需给予的路线长短、塔杆构造和路线型号规格偏差并不大,测算的路线正序主要参数与评测主要参数的偏差较小(大部分不超过10%),而测算的零序主要参数与评测主要参数的偏差很大。表2是一些案例。

测算的路线零序主要参数偏差很大的首要因素取决于不一样地层标准对零序主要参数的危害没法在零序主要参数的测算中获得准确的体现。此外,依据参考文献[5]的剖析,500 kV路线接地线选用的按段绝缘层设计方案会导致零序主要参数在接地线绝缘层空隙穿透时和不穿透时展现不一样的标值。

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尽管下达了相关文档,规定基本建设时需要给予路线的评测主要参数,可是因为各种原因,评测主要参数通常无法立即获得。并且绝大多数老路线沒有评测数据信息,不太可能把这种路线慢下来开展基本参数检测。针对500 kV路线,因为在测试时路线中穿过的电流量不能把接地线绝缘层空隙穿透,因而获得相应的零序主要参数难度系数更高。

现阶段的短路电流计算程序流程在对零序互感器的解决上,难以避免地都存有着忽视和简单化。

这种要素导致零序电流的测算存有很大的偏差,这类偏差对零序储备维护的危害相对性要小一些,由于零序Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段含有延迟。而零序Ⅰ段是瞬动的,一旦跨级,毫无疑问误动。为了更好地避免 零序Ⅰ段误动,如今有一些省选用扩大靠谱指数的方法,可是靠谱指数取是多少沒有统一的规范。并且,假如靠谱指数获得过高,针对一些并不是相当长的路线而言,零序Ⅰ段在出入口常见故障也无敏感度,那样就从源头上失去防护的功效。

接地装置距离保护用的是IA+K·3I0[2],零序主要参数对它的危害反映在赔偿指数K上,K=(Z0-Z1)/(3 Z1)[2],因而零序主要参数的偏差对接地装置距离保护的危害要小得多。

2.2 零序Ⅰ段和接地装置间距Ⅰ段的保障范畴

零序Ⅰ段维护的保障范畴不固定不动,当系统软件方法改变很大时,维护范畴转变 也很大。在预估零序Ⅰ段的形式下,零序Ⅰ段维护标准能够做到全程的70%~80%,但在普遍方法下,零序Ⅰ段维护范畴要远远地低于70%,乃至仅有不上10%,最明显的情况下,在维护出入口常见故障,常见故障零序电流也达不上零序Ⅰ段的行为值。

接地装置间距Ⅰ段能够维护路线的70%,这一范畴相对稳定,基本上不会受到系统软件方法转变的危害。

微型机线路保护装置对接地装置距离保护有独特考虑到,有的选用四边形特点[6],有的在R方位上面有一定的赔偿[7]。因而在Ⅰ段区域内产生经衔接电阻器的接地装置常见故障,接地装置间距在R方位上的操作范畴要显著超过仅体现电流量的零序电流维护,因此 接地装置间距Ⅰ段的抗衔接电阻器性能提升零序Ⅰ段好。

2.3 主维护对各种各样问题的体现

常见的路线主维护包含高频率维护、零序Ⅰ段、两色间距Ⅰ段、接地装置间距Ⅰ段,表3是各种各样主维护对维护区域内的各种各样简易问题的反映情况。

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从表3能够看得出,零序保护能体现的常见故障,接地装置间距都能够恰当体现。

2.4 主维护的操作時间

现阶段河南上用的数最多的220 kV线路保护装置是11、15型和901B、902B型,表4是厂商带来的各种各样保 护的操作時间:

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能够看得出,零序Ⅰ段和接地装置间距Ⅰ段姿势時间大部分一样,对接地装置常见故障都能合理体现,而接地装置间距Ⅰ段的保障范畴平稳,抗衔接电阻器工作能力强,受零序主要参数偏差危害小。因而撤销零序Ⅰ段维护系统对维护的总体特性沒有危害。

中国很多医生对撤销零序Ⅰ段也持一定心态。 LFP系列产品微机保护原先在设计方案上压根就并没有考虑到零序Ⅰ段维护,在宣传前期,因为那时候接地装置距离保护沒有取得广泛运用,依据运作企业的规定才再加上了零序Ⅰ段。从具体运作状况看来,零序Ⅰ段的撤销沒有给电力网产生其他危害。反过来,撤销零序Ⅰ段给电力网运作提供了一些便捷:1)避免了因零序主要参数偏差过大造成的零序Ⅰ段误动。2)基本建设项目投用全过程中,降低了周边改时间常数的工作压力。基本建设项目的投用時间通常非常焦虑不安,当互联网转变 大时,周边零序Ⅰ段时间常数的变动量就非常大,在短期内很多地改时间常数,给运作方法的分配产生了较大工作压力。撤销零序Ⅰ段后,无需考虑到零序Ⅰ段的跨级难题,因为接地装置间距Ⅰ段和两色间距Ⅰ段与运作方法转变 不相干,零序和间距储备段维护由于由時间相互配合严格把关,只需系统软件主维护可以资金投入运作,这种储备维护不容易跨级,因而维护时间常数能够逐渐分配变更,大大的缓解了新机器设备投用前改时间常数的劳动量,进而降低了电力网运作的安全隐患。

在操作过程中,依据各种各样型号规格维护的特性,假如维护的零序Ⅰ段可以用操纵字或销钉开展投退,就选用人为因素强制撤出零序Ⅰ段的方法;假如维护的零序Ⅰ段不能用操纵字或销钉开展投退,就取其较大标尺。

3 零序Ⅳ段的简单化测算

在技术规范[1]逐渐推行之前,零序Ⅳ段的整定值方式 为:与邻近零序保护的Ⅲ段或Ⅳ段相互配合整定值,规定在邻近线末敏感度不小于1.2。

而参考文献[1]中,只对零序Ⅲ段的敏感度明确提出了清晰的规定,对零序Ⅳ段的需要是:

“2.6.3接地装置常见故障维护最后一段(比如零序电流Ⅳ段),应以融入以下短路故障点接地线电阻值的接地装置常见故障为整定值标准:220 kV路线,100Ω;330 kV路线,150Ω;500 kV路线,300Ω。相匹配于以上标准,零序电流维护最后一段的姿势电流量时间常数应不超300 A。”

“4.2.1.14零序电流Ⅳ段时间常数(最后一段)应不超300 A,按与邻近路线在非全日制相运作中不撤出工作中的零序电流Ⅲ段或Ⅳ段相互配合整定值。”

按照参考文献[1],大家对零序Ⅳ段的测算实现了简单化:假如零序Ⅲ段超过300 A,零序Ⅳ段电流量时间常数立即取300 A,時间与邻近路线的零序Ⅲ段配;假如零序Ⅲ段不超300 A,零序Ⅳ段的电流量时间常数和時间都和邻近路线的零序Ⅲ段或Ⅳ段配。

因为绝大部分电源开关的零序Ⅲ段全是超过300 A的,因而这类计算方式节约了大批量的零序Ⅳ段电流量时间常数的相互配合时间计算。

4 接地装置间距和两色间距测算的统一

参考文献[4]从维护原理的视角下结论:在同样测算标准下,接地装置间距时间常数一定小于或等于两色间距时间常数。文中再从技术规范对接地装置间距和两色间距的需要考虑,进一步探讨接地装置间距和两色间距整定值测算统一的可行性分析。

4.1 接地装置间距Ⅰ段和两色间距Ⅰ段

参考文献[1]中躲线末常见故障的两色间距Ⅰ段和接地装置间距Ⅰ段的计算方式是一样的,仅仅接地装置间距Ⅰ段的靠谱指数比两色间距Ⅰ段要小一些。Ⅰ段维护躲线末的目标关键是因为避免 省外常见故障的超过,假如按接地装置间距Ⅰ段的靠谱指数对两色间距Ⅰ段开展测算,两色间距Ⅰ段就能更稳定地避免 超过。

单回线带每台变时,不论是路线常见故障或是变电器內部常见故障,都是会导致该变电器停止运营,对客户和电力网的危害全是一样的,因而容许Ⅰ段维护深层次变电器,这类情形下选用参考文献[1]表3中测算接地装置间距Ⅰ段的第2个公式计算或者表4中测算两色间距Ⅰ段的第2个公式计算全是一样的。

因而,接地装置间距Ⅰ段和两色间距Ⅰ段的估算能够彻底统一起來。

4.2 接地装置间距Ⅱ段和两色间距Ⅱ段

技术规范上对接地装置间距Ⅱ段和两色间距Ⅱ段的精确度规定是彻底一样的,即:50 km下列路线,不小于1.5;50~200 km路线,不小于1.4;200 km之上路线,不小于1.3。这也是参考文献[1]表3中接地装置间距Ⅱ段的第1个公式计算和表4中两色间距Ⅱ段第2个公式计算的主要内容。

参考文献[1]表4中两色间距Ⅱ段测算的第1、第3、第4个公式计算各自与表3中接地装置间距Ⅱ段的第2、第6、第5个公式计算一一对应。在特性阻抗时间常数测算时,两色间距用的靠谱指数比接地装置间距测算的略大。在时长上,与邻近路线Ⅱ段配时,两色间距Ⅱ段和接地装置间距Ⅱ段的時间计算方法是一样的;与邻近路线Ⅰ段配  时,接地装置间距Ⅱ段的起止時间立即用1 s,而两色间距Ⅱ段用的起止时间一个時间极差Δt,这一時间极差习惯性上取0.5 s。在表3中,接地装置间距Ⅱ段的第3个公式计算是和邻近路线的纵联维护相互配合的计算方法,这一公式计算事实上对两色间距也是可用的,技术规范第“4.2.3.7”条规定“两色间距Ⅱ段时间常数,按本路线尾端产生金属性两色断路常见故障有充足敏感度整定值,并与邻近路线两色间距Ⅰ段或纵联维护相互配合,姿势時间取0.5 s上下”,换句话说两色间距Ⅱ段能够与邻近路线的纵联维护相互配合,只不过是時间并不是接地装置间距Ⅱ段的1 s。因而,能够看得出,测算两色间距Ⅱ段的各类办法和公式计算都包括在接地装置间距Ⅱ段的计算方式中。

测算接地装置间距Ⅱ段的第4个公式计算是接地装置间距和零序保护相互配合时要的。不一样基本原理的维护中间开展时间常数的相互配合测算,十分艰难,由于零序电流维护的区域在不一样的电力网方法下是不一样的。因而,其保障范畴尾端所相对应的正序特性阻抗也是不一样的,这一相匹配特性阻抗的测算十分困难。因此 ,在接地装置距离保护的测算时,大部分无需该公式计算开展特性阻抗测算。确实不行配的情形下,不一样基本原理中间的维护一般只考量時间上的相互配合。

接地装置间距Ⅱ段的第7个相互配合公式计算是依据接地装置距离保护的特性,规定其躲避变电器其他侧母线槽短路故障和两相连地常见故障,与两色间距Ⅱ段对比,这也是更严苛的规定。

从上述剖析还可以了解,一样的电力构造下,选用相同的搭配方法,接地装置间距Ⅱ段的特性阻抗时间常数要比两色间距Ⅱ段要小,時间更长。并且,接地装置间距Ⅱ段和两色间距Ⅱ段的精确度规定是一致的。因而,两色间距Ⅱ段选用接地装置间距Ⅱ段的时间常数后,对时间常数间的搭配关联和敏感度彻底沒有危害。

4.3 接地装置间距Ⅲ段和两色间距Ⅲ段

技术规范对两色间距Ⅲ段的敏感度沒有具体的规定,但依据参考文献[1]表4中的相互配合公式计算得到的Ⅲ段特性阻抗时间常数不容易低于两色间距Ⅱ段的特性阻抗时间常数,因而两色间距Ⅲ段的敏感度不容易低于两色间距Ⅱ段。在参考文献[1]表3中对接地装置间距Ⅲ段的敏感度得出了清晰的规定,即:接地装置间距Ⅲ段是本路线正序特性阻抗的1.8~3倍。事实上,该规定对股票短线路而言是较难达到的,此外该规定所注重的敏感度事实上能够由零序电流Ⅳ段来进行。因而,技术规范的“4.2.2.7”条要求:“接地装置间距Ⅲ段,按与邻近路线接地装置间距Ⅱ段相互配合整定值。若相互配合有艰难,可与邻近路线接地装置间距Ⅲ段相互配合整定值。当本路线配有环节式零序电流维护做为接地装置常见故障的基本上维护时,接地装置间距Ⅲ段可撤出运作。”在河南省,全部线路保护装置都装有环节式零序保护,并且依据技术规范的规定,零序电流Ⅳ段的电流量时间常数都不超300 A。因而,在河南电网中按技术规范要求,接地装置间距Ⅲ段是能够撤出运作的。即然能够撤出运作,接地装置间距Ⅲ段维护就无须再考虑到一定要达到1.8~3.0的精确度规定。

从参考文献[1]的表3和表4中还可以看得出,与Ⅱ段维护相近,两色间距Ⅲ段的第1、第3个相互配合计算方法与接地装置间距Ⅲ段的第2、第3个相互配合计算方法一一对应,仅仅靠谱指数不一样。因而相互配合出去的时间常数,接地装置间距Ⅲ段不容易超过两色间距Ⅲ段。两色间距Ⅲ段的第2个计算方法主要是充分考虑两色间距Ⅲ段和邻近变电器的储备维护开展相互配合,因为公式计算中的“电力网运作最少相电压”和“系统软件骨间系统软件等额的电感”的明确较为艰难,具体的作法一般是,校对两色间距Ⅲ段是不是外伸到变电器的110 kV母线槽。沒有超出110kV母线槽,觉得两色间距Ⅲ段能够和电力变压器的差动保护开展相互配合;假如超出110 kV母线槽,则对变电器两色储备维护的操作時间明确提出限定或对110 kV侧的母差和小组出线维护明确提出限定。两色间距Ⅲ段的第四个公式计算对躲负载特性阻抗明确提出了规定,接地装置距离保护对负载特性阻抗一样能够恰当精确测量,因而躲负载的需求一样对接地装置间距Ⅲ段可用。

根据上述剖析,能够选用接地装置间距Ⅲ段的相互配合计算公式两色间距Ⅲ段,与此同时要考虑到接地装置间距Ⅲ段躲负载特性阻抗,及其校对接地装置间距Ⅲ段与变电器维护的协调难题。

5 结果

不容置疑,大家提到的继电保护装置整定值测算R简单化方式 彻底达到整定值测算技术规范的规定。继电保护装置整定值测算的简单化能够提升工作效能,对运作方法的布置也增强了协调能力。表5是对简单化继电保护装置整定值测算的一个点评。

选用简单化方式 后,零序测算降低了零序Ⅳ段的搭配和灵敏度计算工作中,能够降低1/5的劳动量;距离保护降低了两色间距的配合工作,能够降低1/3的劳动量。
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