输电线路纵差保护的电容电流补偿方法
浅谈输电线路的纵联保护
浅谈输电线路的纵联保护摘要:本文首先就输电线路纵联保护原理、概念、分类进行了介绍,而后进一步深入,对纵联差动保护应解决的主要问题及解决措施展开了剖析。
关键字:纵联保护;故障;光纤纵联差动保护一、纵联保护(一)基本原理纵联保护是将线路两侧测量信息进行判断实现全线速动保护,其基本原理有如下三种:(二)概念和分类将线路两侧测量信息传到对侧进行比较构成的全线速动保护,称作线路纵联保护。
线路纵联保护不需与其他保护配合,不受负荷电流的影响,不反应系统震荡,有良好的选择性。
通常用高频通道组成的纵联保护称高频保护,用光纤通道组成的纵联保护称光纤纵联差动保护。
二、纵联差动保护应解决的主要问题及措施(一)纵联差动保护应解决的主要问题1、输电线路电容电流的影响电容电流是从线路内部流出的电流,因此它构成动作电流。
由于负荷电流是穿越性的电流,它只产生制动电流。
所以在空载或轻载下电容电流最容易造成保护误动。
2、外部短路或外部短路切除时产生的不平衡电流外部短路或外部短路切除时,由于两端电流互感器的变比误差不一致、暂态过程中由于两端电流互感器的暂态特性不一致、二次回路的时间常数的不一致产生不平衡电流。
3、重负荷线路区内经高阻接地时灵敏度不足的问题4、正常运行时电流感器(TA)断线造成纵联电流差动保护误动作正常运行时当输电线路一端的TA断线时差动继电器的动作电流和制动电流都等于未断线一端的负荷电流。
由于差动继电器的制动系数小于1,起动电流值又较小,因此工作点将落在比率制动特性的动作区内造成差动继电器动作。
5、弱电端拒动的问题当线路有一端背后无电源或为小电源时该端称为弱电端。
6、输电线路两端保护采样时间不一致所产生的不平衡电流的问题引起两侧采样不同步的原因:(1)两侧装置上电时刻的不一致;(2)一侧数据传送到另一侧有通道时延和数据接收时延;(3)两侧装置晶振存在固有偏差;(二)解决措施1、防止电容电流造成保护误动的措施(1)提高差动继电器比率制动曲线中的起动电流Iqd的定值来躲电容电流的影响。
输电线路纵差保护动作的影响因素及补救措施
输电线路纵差保护动作的影响因素及补救措施摘要:在人类的生产生活中,对电力的需求日益增长,为了提高电能质量,增加电能输送容量,减少输电过程的损耗,继电器被广泛应用在电力系统中。
在远距离输电过程中,建立继电保护对实施安全供电具有重要的意义。
本文从输电线路纵差保护的影响因素入手对纵差保护进行分析,并对输电线路中的电流进行计算,消除不良影响,为提高输电线路纵差保护的灵敏度及可靠性提出相应的补救措施。
关键词:输电线路;纵差保护;影响因素;补救措施电网继电保护在电力系统中是一项复杂任务。
目前,经济的发展促进了电力输电技术的进步,人类的生活生产对电能的需求越来越广泛。
在输电过程中,为了保障输电的安全,消除电力系统故障和运行异常,需要采取相应的继电保护。
输电线路纵差保护也被称作纵联电流差动保护,是一种保护原理简单、灵敏度高、天然选相以及所需电气量少的保护装置。
应用范围较广,并能够迅速解除输电故障,保障安全供电,在高压和超高压输电线路中被当做线路的主保护。
1、输电线路纵差保护原理所谓输电线路纵差保护原理,主要是在基尔霍夫电流定律的基础上形成的一种保护装置,具有较好的灵敏性、选择性,能够快速解除保护区内输电故障。
能够在变压器、大型电动机以及发电机中广泛应用。
在输电线路的纵差保护原理(如图1)中,纵差保护范围在两个电流互感器之间,在未发生输电故障的理想情况下,继电器中的电流为:TA N M n m k n I I I I I /)(1122∙∙∙∙∙+=+=图1输电线路纵差保护原理图在公式①中,TA n 作为电流互感器的变比,若纵差保护范围内发生输电故障,此时,继电器中流入的电流将迅速增大,也就是k I ∙增大,继电保护动作快速发生。
若输电线路供电正常或者输电故障发生在纵差保护范围以外,此时,继电器中∙∙=N M I I 11,也就是k I ∙=0,继电器保护动作不发生。
在实际输电过程中,电流互感器存在较大的传变误差,导致流入继电I ≠0,此时,继电器电流不平衡,将会导致继电器纵差器的电流发生变化,即正常情况下k保护出现误动。
纵联电流差动保护概述
纵联电流差动保护概述摘要:纵联电流差动保护有明确的选择性,逐渐成为高压线路的主保护。
本文首先重点介绍了纵联电流差动保护的保护原理,然后分析了影响纵联电流差动保护的性能因素及其解决办法,最后介绍了纵联电流差动保护在现场的对调工作。
关键字:纵联电流差动保护;选择性;原理;解决办法;对调0、引言根据继电保护在电力系统中所担负的任务,通常继电保护装置必须满足四个基本要求,即选择性、快速性、灵敏性和可靠性。
随着微机保护技术和光纤通信技术的日益成熟,纵联电流差动保护逐渐成为高压线路的主保护,其保护原理简单,有明确的选择性和很好的速动性,可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。
1、纵联电流差动保护原理纵联保护在电网中可实现全线速动,理论上具有绝对的选择性。
电流差动保护是较为理想的一种保护原理,其选择性不是靠延时,不是靠方向,也不是靠定值,而是靠基尔霍夫电流定律:流向一个节点的电流之和等于零【1】。
图1-1 纵联电流差动保护原理(b)比率制动特性设流过两端保护的电流、以母线流向被保护线路的方向规定为其正方向。
以两端电流的相量和作为继电器的动作电流,如式1-1(a),该电流有时也称作差动电流、差电流。
另以两端电流的相量差作为继电器的制动电流,如式1-1(b)。
式1-2 比率制动特性两折线公式而当线路外部短路时,经计算,其工作点落在动作特性的不动作区,差动继电器不动作。
差动继电器可以区分线路外部短路(含正常运行)和线路内部短路。
继电器的保护范围是两端TA之间的范围。
【2】2、影响差动保护的性能因素及其解决办法2.1 电流互感器的误差和不平衡电流同型号的电流互感器性能也不能保证完全一致,电流互感器之间存在误差;电流互感器励磁电流的影响也会带来误差;保护装置采样回路的误差等。
以上误差都会引起不平衡电流,不平衡电流增大会影响差动保护的灵敏度。
电流互感器的误差可以通过选取同一厂家同一批次的相同型号电流互感器来尽量减小,而对于保护装置采样回路的误差,则要求保护厂家采取措施尽量减小它的影响。
线路保护-(纵联保护)
3.纵联分相电流差动保护
(1)稳态分相电流差动保护的基本原理
在系统图中,设流过两端保护的电流、以 母线流向被保护线路的方向规定为其正方向, 如图中箭头方向所示。以两端电流的相量和作 为继电器的动作电流,该电流有时也称作差动 电流、差电流。另以两端电流的相量差作为继 电器的制动电流。
差动门槛值
差动电流
3.功率倒向时出现的问题及对策 。
1号保护 F+动作 情况 功率倒向前 功率倒向后 √ × F-动作 情况 × √
2号保护 F+动作 情况 × √ F-动作情 况 √ ×
如果纵联方向保护在35ms内一直不动作(收信时间满35ms) ,那么纵联方向保护再要动作的话要另加25ms的延时。
4.远方启信的作用和通道交换的过程。
电流、电压、零序电流和距离保护都是反应 输电线路单端电气量变化的保护,这种反应 单端电气量变化的保护从原理上讲都区分不 开本线路末端和相邻线路始端的短路 。
凡是反应单端电气量变化的保护都做成多 段式的保护,其中瞬时动作的第Ⅰ段保护, 其定值都要按躲本线路末端短路(其实质 是躲相邻线路始端短路)来整定。这类反 应输电线路单端电气量变化的保护,它的
2.允许式光纤纵联方向保护
1.允许式纵联方向保护的简化框图:
保护启动
正方向元件动作 反方向元件不动作
有对侧允许信号
保护启动
&
出口
正方向元件动作 反方向元件不动作
&
向对侧发允许信号
保护启动 开关任一相分位 且该相无流
&
向对侧发允许信号
有对侧允许信号 开关任三相分位 且三相无流
&
向对侧发允许信号
2.允许式光纤纵联保护的通道
(2)如果高定值起动元件起动后,又收到了任 一相相跳闸位置继电器都动作的信号并确认该 相无电流时立即停信。这停信通常称作“位置 停信”。 在起动元件起动后本断路器又单相或三相 跳闸了,这说明本线路上发生了短路,本端保 护动作跳闸了,所以采取马上停信措施后有利 于对端纵联方向保护跳闸。
试析输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法
试析输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法作者:苏晓倩来源:《中国科技博览》2015年第16期[摘要]近年来,我国电力系统得到飞速的发展,高压线路的数量也在逐年在增多,输电线路的故障是电力系统中最常见的故障,因此输电线路的保护显得尤为重要。
线路保护的一个主要方法就是输电线路电流的纵联差动保护,但是现实中负荷电流等因素降低了电流纵联差动保护的安全性、稳定性。
输电线路电流纵联差动保护中的问题应给予重视并着手解决,以便于它在我国电力系统中发挥更重要的作用。
[关键词]输电线路电流纵联差动保护优缺点中图分类号:F428 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)16-0059-01高压线路中常遇到输电线路故障,而输电线路电流的纵联差动保护可以及时迅速的解决被保护线路上出现的故障。
这种保护在理论上具有高度的灵敏性和稳定性,但是在实际过程中有很多不可避免的因素制约其保护,如果能将这些问题的影响减小甚至彻底解决,将对未来我国电力系统的发展做出巨大的贡献。
一、输电线路电流纵联差动保护(一)定义及原理通过某种通讯通道将输电线路两端的保护装置纵向连接到一起,将电流、功率方向等各端电气量传送到对侧进行比较,来判断故障的位置是在本线路内还是本线路外,从而决定是否切除被保护线路的方法,被称为纵联差动保护。
理论上这种纵连保护具有绝对的选择性。
其原理是基尔霍夫电流定律,也叫做节点电流定律,即在电路中的任何一个节点上,无论什么时刻,流入节点的电流之和都等于流出节点的电流之和。
(二)优点与不足在理论上,纵联差动保护具有绝对的选择性,这使得电路故障发生时,纵联差动保护可以迅速准确的找到故障点,这就反映出它具有很高的灵敏度。
纵联差动保护不仅能够正确判断故障产生的位置,而且本身还具有选相功能,流入继电器的电流不会受到系统运作的影响,如系统震荡,系统的运行状况和非全相运行等问题。
在受到震荡时,电流纵联差动保护不会因此产生误动,仍然可以做出准确的选择,判断出发生故障的位置。
特高压输电线路差动保护电容电流补偿方法
为 了消 除 电容 电流 的影 响 , 可在线 路 中引入 补偿 电流 进行 补偿 . 常 有 3 补偿方 式 , 通 种 即全补 偿方 式 、 半补偿方式 以及合 闸前 全补偿 、 闸后 半补偿方式 . 以常见 的半 补偿 为例进行 说明 , 合 仅 由图 2 可得 如下关 系 :
中图 法分 类号 : TM 7 l 1 文献标 识 距 离输 电线 路 的分布 电容 电流 是影 响 电流差 动保 护性 能 的主要 因素 _ ] 目前 , 特 l. 减少 分 布
电容 电流影 响 的方 法 主要 有 3种 ] ( ) : 1 补偿并 联 电抗 器. 联 电抗 器 通 常 采取 欠 补 偿 方式 , 并 只能 补偿 稳
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陕 西 科 技 大 学 学 报
J OURNAL OF S HAANXIUNI VERS TY CI I OF S ENCE & TECH NOLOGY
A ug 01 .2 1
Vo . 9 12
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文章 编 号 :0 05 1 ( 0 1 0 — 0 30 1 0 — 8 1 2 1 ) 4 0 6 —4
特 高压 输 电线 路 差 动 保 护 电容 电流 补偿 方 法
邵 文 权 ,刘 毅 力 ,李彦 斌 ,党 幼云
( 安 工 程 大 学 电 信 学 院 , 西 西 安 7 0 4 ) 西 陕 1 0 8
摘 要 : 电流 差动保 护作 为特 高压 长距 离输 电线路 的 主保护 之 一 , 动作 性 能受线路 分 布 电容 其 电流 的影 响. 传 统分相 电流差 动保 护 的基础 上 , 究 了一 种基 于故 障测 距 的精 确 补偿 分布 电 在 研
输电线路串联电容器补偿研究
输电线路串联电容器补偿研究摘要:串联电容补偿技术是一种提高交流输电线路稳定极限的经济而有效的手段。
然而,串联补偿装置的存在破坏了传输线路的均匀性,容性阻抗的存在使电压和电流的相位发生变化,进而影响保护的动作特性。
文章首先介绍了串联电容器补偿的作用和应用特点,然后分析了串联电容器补偿对线路保护的影响,最后结合福建省电力有限公司电业局实践简要介绍了国内外主流厂家针对串联补偿对线路保护的影响提出的解决办法。
关键词:串联电容器;补偿;线路保护;影响串联电容补偿技术是一种提高交流输电线路稳定极限的经济而有效的手段。
在线路上加装串联补偿能大幅度提高线路的输送能力和输电系统的稳定性,从而确保电网安全、稳定、经济运行,因而在电网建设及改造中日益得到重视,串联补偿技术已经成为建设“智能电网”的有效途径。
目前我国已经在南方电网500 kV天广双回线路、华北电网大房500 kV双回线路、阳城电厂500 kV送出线路等工程中装设了串联电容补偿装置并投入运行。
随着电网规模的不断发展,为提高输送容量,提高稳定极限,对串补技术的应用也将逐渐增加,还有大量输电线路计划加装串联电容补偿装置。
特别是在远距离、大容量坑口电厂的送出线路中,串补及可控串补技术将得到更大范围的应用。
然而,线路上装上串联电容器补偿后会破坏线路阻抗随短路故障点距离增长而增加的简单关系,可能引起线路保护超越动作或失去方向性。
分析研究串联补偿对继电保护的影响,有利于保障工作实践中串联补偿线路工程的实施,文中,笔者将对串联电容器补偿对线路保护的影响重点展开分析。
1 串联电容器补偿的作用串联电容补偿装置是串联在输电线路中以补偿线路感抗,由电容器及保护设备、控制设备等组成的装置。
在输电线路上加入串联电容器对电力系统稳定有较大作用,具体表现如下几个方面:①能够减小线路感抗,缩小两端电势间的相角差,从而获得较大稳定裕度和较高传输容量。
提高电力系统的稳定性,增加系统输送能力。
高压输电线路中电流差动保护的电容电流补偿方法
高压输电线路中电流差动保护的电容电流补偿方法发表时间:2018-10-14T11:18:10.460Z 来源:《电力设备》2018年第18期作者:朱将荣[导读] 摘要:随着经济社会的不断发展,用电需求的日益提升,电力系统呈现出非常迅猛的发展势头,超高压输电线路作为电网系统的重要组成部分也日渐增多。
(广西银亿新材料有限公司 537624)摘要:随着经济社会的不断发展,用电需求的日益提升,电力系统呈现出非常迅猛的发展势头,超高压输电线路作为电网系统的重要组成部分也日渐增多。
因此,保证其安全稳定运行对于整个电力系统的正常运行而言具有非常重要的意义。
而电流差动保护作为超高压长距离输电线路的主保护之一,因其原理简单、动作速度快,能够适应各种故障和不正常运行状态,已被广泛的应用。
但在保护原理上,电流差动保护要受分布电容电流的影响,从而对其保护的灵敏度和可靠性影响巨大。
在电压等级不高、线路不长的情况下,其分布电容量很小,对输电线路的电流和电压影响不大,可忽略其对继电保护的影响;而在高压长输电线上,分布电容的等值容抗将大大减小,分布电容电流对继电保护的影响就不可忽略。
为此,笔者结合自己的工作实践,对超高压输电线路中电流差动保护的电容电流补偿方法开展探究,以供参考。
关键词:差动保护;电容电流;补偿随着电力系统容量迅速增加,超高压输电线路日益增多。
超高压输电线路往往一端联系着一个大电厂,另一端联系着一个负荷中心;或者两端各联系着一个大电力系统。
由于线路长、输送功率大,所以维持超高压输电线路的安全稳定运行是一个十分重要的问题。
为确保超高压输电线路安全稳定运行,要求输电线路主保护能够可靠快速的切除线路首次发生的故障,输电线路保护的动作时间不得大于 1-2个周波。
但在超高压输电线路中,分布电容电流的存在,会对差动保护造成很大的影响,直接影响差动保护的正确动作。
因此,超高压长线的分布电容电流不可忽略。
下文笔者针对超高压输电线路中电流差动保护的电容电流补偿方法进行探讨与分析,旨在为相关工作提供参考。
浅论输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法
Science &Technology Vision科技视界0引言随着社会的快速发展,电力系统在人们生活中所占的地位已经越来越重要,因此,维护输电线路的安全稳定运行,就成为了一个对当前所以电力从业人员来说都十分重要的问题。
在输电线路的保护中,距离保护及电流电压保护只需将其中一端线路的电流电压引入继电保护装置,但是由于多种原因,这种保护装置可能将区外故障误判为区内故障,因此,只有将保护的无时限保护范围缩短至小于线路的全长。
例如,保护I 段的定值一般设定为线路全长的80%到85%,在被保护线路其余部分发生故障时,都只能由II 段来切除。
但对于某些重要的线路来说,是不允许出现此类情况的,所以从为了实现能够无时限切除被保护线路的全长的目标出发,现阶段许多输电线路都采用了纵联保护的原理。
1电流纵联差动保护的原理及优点所谓输电线路的纵联保护,就是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来,将各端的电气量(电流、功率的方向等)传送到对端,将两端的电气量比较,以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外,从而决定是否切断被保护线路。
因此,理论上这种纵联保护具有绝对的选择性[1]。
而电流纵联差动保护的原理,是基于基尔霍夫电流定律的。
其判据为:∑I ≥I ZD式中∑I 为流入差动继电器的总电流,I ZD 为保护动作整定值。
图1-1输电线路电流纵联差动保护原理图在图1-1中,KD 为差动继电器,设电流的正方向为母线流向被保护线路的方向。
当线路内部故障时(如k1点短路),流经输电线路两侧的故障电流均朝正方向,且I ̇M +I ̇N =I ̇k ,式中I ̇k为k1点的短路电流;当线路正常运行或被保护线路外部短路时(如k2点短路),输电线路两侧的电流大小相等且方向相反,I ̇M +I ̇N=0。
即在内部短路时,短路电流很大,差动继电器动作;而外部短路时,短路电流几乎为0,差动继电器不动作。
从上述原理的叙述中,可以看出,电流纵联差动保护具有如下诸多优点:能正确地判别内部故障和外部故障,灵敏度高,简单可靠,全线速动,流入继电器的总电流不受系统运行方式、非全相运行和系统振荡等影响,本身具有选相功能,这些优点都是距离保护及电流电压保护所没有的,故如今电流差动保护已经成为输电线路主保护的首选原理之一,全国各地长期的运行经验也证明了其优越性。
超(特)高压输电线路差动保护电容电流补偿
关
键
词: 特高压输电线路; 并联电抗器; 电流差动保护; 分布电容电流补偿
中图分类 号 :M73 T 7
文献标 识码 : A
文章 编号 : 7 - 4 (070 - 1- 1 3 10 20 )2 06 5 6 9 0 0
Ca a io u r ntc m pe a i g a pr a h f r c r e i e e i l p ct r c r e o ns tn p o c o u r ntd f r nta
c mp n a editi u e a a i v u r n n e u e d f r n ilc re t o e s t srb t d c p ct e c re ta d r d c i e e t u n .W h r a i a ee s,i a o ua a te tc n n tg r n e c re tt p o h u e tdfe e ta r tc in f ro ti e fu t. Ba e n ta i o a h s u rntdf o c r ft e c r n i rn ilp o e t o u sd a ls i o s d o d t n lp a e c re i- r i fr n i r tci n p ncp e e e ta p o e to r i ls,an v lc mp n a ig s h me i r p s d i h spa e .S mua in r s ls l i o e o e s t c e s p o o e n t i p r i lto e u t n
c p ct e c re t a a iv urn i
电流差动保护原理简单可靠 , 被广泛地用作电 力系统的发电机 、 变压器 、 母线和大型电动机等元件 的主保护. 随着光纤通信技术的发展 , 光纤电流纵差 保护也越来越多地成为高压、 超高压线路 的主保护.
输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法
浅论输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法【摘要】电力系统的稳定运行与否,直接影响着人们的生活质量。
目前,输电线路电流纵联差动保护是最好的继电保护方式,它具有选择性好、快速、灵敏等特点,是当今电力实际生产中常常要用到的保护。
本文分析了电流纵联差动保护的原理及优缺点,并且提出了解决电流纵联差动保护目前存在问题的有效措施。
【关键词】纵联差动保护;电流互感器;电容电流;弱馈0 引言随着社会的快速发展,电力系统在人们生活中所占的地位已经越来越重要,因此,维护输电线路的安全稳定运行,就成为了一个对当前所以电力从业人员来说都十分重要的问题。
在输电线路的保护中,距离保护及电流电压保护只需将其中一端线路的电流电压引入继电保护装置,但是由于多种原因,这种保护装置可能将区外故障误判为区内故障,因此,只有将保护的无时限保护范围缩短至小于线路的全长。
例如,保护i段的定值一般设定为线路全长的80%到85%,在被保护线路其余部分发生故障时,都只能由ii段来切除。
但对于某些重要的线路来说,是不允许出现此类情况的,所以从为了实现能够无时限切除被保护线路的全长的目标出发,现阶段许多输电线路都采用了纵联保护的原理。
1 电流纵联差动保护的原理及优点所谓输电线路的纵联保护,就是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来,将各端的电气量(电流、功率的方向等)传送到对端,将两端的电气量比较,以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外,从而决定是否切断被保护线路。
因此,理论上这种纵联保护具有绝对的选择性[1]。
而电流纵联差动保护的原理,是基于基尔霍夫电流定律的。
其判据为:在图1-1中,kd为差动继电器,设电流的正方向为母线流向被保护线路的方向。
当线路内部故障时(如k1点短路),流经输电线路两侧的故障电流均朝正方向,且,式为k1点的短路电流;当线路正常运行或被保护线路外部短路时(如k2点短路),输电线路两侧的电流大小相等且方向相反,。
第四章输电线纵联保护
继电保护装置从TA,TV获取电压电流,形成或提取两端被比较的电气量特征,一方面 发送信息,一方面接收信息(通信通道),比较两端电气量特征,符合条件则动作 并告知对方。
Relay protection,copyright Zhang Jingjing I-2
4-1 输电线纵联保护概述
2、分类
A、按通道类型分 1)导引线纵联保护(需敷设导引线电缆) 2)电力线载波纵联保护(以线路为通道) 3)微波纵联保护 4)光纤纵联保护(短线路纵联保护主要通道形式) B、按保护动作原理分 1)方向比较式纵联保护(通道中传送逻辑信号) 2)纵联电流差动保护(通道中传送两侧电气量信号)
1、载波通道的构成 1)输电线路。 2)阻波器 由电感线圈和可变电容器并联组成的回路。f0为并联谐振的频率。 这样,高频讯号被限制在输电线范围内,而不穿越到相邻线路上。 50Hz工频电流阻波呈现较小阻抗,不影响其传输。
Relay protection,copyright Zhang Jingjing I-7
4-2 输电线纵联保护两侧信息的交换
8).高频收发讯机。 发讯机发出讯号,通过高频通道,送到对端收讯机中,也被自己的收讯机接收,高频 收讯机接收由本端和对端所发送的高频讯号,经过比较判断后,再动作于继电保护。 发讯分故障时发讯和长期发讯。
2、载波通道的特点
对于中长距离的输电线路,敷设专门的辅助导线,技术上、经济上是不合理的。 利用输电线路本身作为一个通道,在输电线传送50Hz工频电流的同时,迭加传送 一个讯号,以进行线路两端电气量的比较。讯号采用50~400kHz的高频电流。 1)无中继通信距离长(几百公里); 2)经济,使用方便; 3)工程施工比较简单
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纵联电流差动保护概述
纵联电流差动保护概述摘要:纵联电流差动保护有明确的选择性,逐渐成为高压线路的主保护。
本文首先重点介绍了纵联电流差动保护的保护原理,然后分析了影响纵联电流差动保护的性能因素及其解决办法,最后介绍了纵联电流差动保护在现场的对调工作。
关键字:纵联电流差动保护;选择性;原理;解决办法;对调0、引言根据继电保护在电力系统中所担负的任务,通常继电保护装置必须满足四个基本要求,即选择性、快速性、灵敏性和可靠性。
随着微机保护技术和光纤通信技术的日益成熟,纵联电流差动保护逐渐成为高压线路的主保护,其保护原理简单,有明确的选择性和很好的速动性,可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。
1、纵联电流差动保护原理纵联保护在电网中可实现全线速动,理论上具有绝对的选择性。
电流差动保护是较为理想的一种保护原理,其选择性不是靠延时,不是靠方向,也不是靠定值,而是靠基尔霍夫电流定律:流向一个节点的电流之和等于零【1】。
图1-1 纵联电流差动保护原理(b)比率制动特性设流过两端保护的电流、以母线流向被保护线路的方向规定为其正方向。
以两端电流的相量和作为继电器的动作电流,如式1-1(a),该电流有时也称作差动电流、差电流。
另以两端电流的相量差作为继电器的制动电流,如式1-1(b)。
式1-2 比率制动特性两折线公式而当线路外部短路时,经计算,其工作点落在动作特性的不动作区,差动继电器不动作。
差动继电器可以区分线路外部短路(含正常运行)和线路内部短路。
继电器的保护范围是两端TA之间的范围。
【2】2、影响差动保护的性能因素及其解决办法2.1 电流互感器的误差和不平衡电流同型号的电流互感器性能也不能保证完全一致,电流互感器之间存在误差;电流互感器励磁电流的影响也会带来误差;保护装置采样回路的误差等。
以上误差都会引起不平衡电流,不平衡电流增大会影响差动保护的灵敏度。
电流互感器的误差可以通过选取同一厂家同一批次的相同型号电流互感器来尽量减小,而对于保护装置采样回路的误差,则要求保护厂家采取措施尽量减小它的影响。
4.4 纵联电流差动保护
4.4.1 纵联电流差动保护原理
(2)带制动特性的差动继电器特性 这种原理的差动继电器有两组线圈:制动线圈和动作线 I 圈。制动线圈流过两侧互感器的电流之差(循环电 I
m n
流)
,
I I m n
,动作条件为:
动作线圈流过两侧互感器的电流之和
Im In K Im In I op 0
滞后 E 的角度考虑最不利情况,设为60°; M侧电流 I M m
滞后 E 的角度考虑最不利情况,设为90°; N侧电流 I n n
因此两侧电流相位差可达到100°。
4.4.2 纵联电流相位差动保护
当按照上述原则整定闭锁角以后,还要校验在区内短路 最不利于动作时保护的动作灵敏度。 对于如图所示的系统: k1
(2)区内故障
~
k1
~
E m
M
I m
L 6 延迟 100
I n
N
E n
L 122 6 100
t3
180°
360°
4.4.2 纵联电流相位差动保护
从上述分析可以看到,由于误差的影响,M侧保护可能
不能跳闸,为了解决这一问题,当N侧跳闸后,则停发高
频信号,M侧则只能收到自己发出的高频信号,间隔180°, 满足跳闸条件,随机跳闸。 这种一侧保护随着另一侧保护动作而动作的情况称为 保护的“相继速动”,保护的相继速动使得一侧的保护切
K
I op0
制动系数,在0~1之间选择。
很小,克服继电器机械摩擦或保证电路状态发生翻转做需要的值。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
区外故障时(k2点短路),
~
k2
~
I m
10kV线路电容电流补偿方式分析
10kV线路电容电流补偿方式分析电缆相间和相对地电容比较大,在正常运行以及故障条件下都会存在大电容电流,尤其对于轻载长电缆线路来说。
电容电流问题会加大线路安全隐患,为了补偿电力系统的电容电流,就必须应用有效技术措施。
在10kV线路运行期间,应当注重补偿效果,以此维护供电可靠性,减少设备损耗,从根本上提升系统功率因数,加强供电质量。
1、10kV线路保护存在的问题通常情况下,10kV线路长度在1km左右,其中部分线路为双电源。
在线路运行期间常常配置两段式电压速断,限时过流保护以及电流闭锁。
对于10kV线路工程来说,仅仅通过以上保护措施无法满足保护标准,并且对于Y型线路来说,不能采用整定计算方式实现保护效果。
对于地方10kV线路来说,由于会受到环境以及地理影响,导致电源点与负荷区域之间的位置比较远,电网运行过程中,会增加出线开关分闸机。
若将消弧线圈设置在电站中,当某电站发生跳闸施工之后,会导致消弧线圈退出运行,此时就会影响系统补偿效果。
因此消弧线圈不能设置在水电站。
由于10kV线路在欠补偿状态下极易产生谐振故障,所以必须注重电容电流补偿。
电网10kV系统不能集中进行电容电流补偿,因此无法将消弧线圈设置在变电站中。
在出现单相接地故障之后,接地电弧不会自动熄灭,此时就会导致相间短路。
电弧接地时会加大相电压,损坏电力系统中的薄弱设备,还会影响电力系统和电力设备运行安全性和稳定性。
所以,日常检修与维护期间需要合理应用补偿技术改善此类问题,可以通过电流补偿和电压补偿方式处理,以此消除电容电流的不利影响。
如果电力系统在正常运行状态下使用欠补偿方式,消弧线圈感性补偿电流小于线路电容电流,此时残余电流为容性。
当线路开关跳闸之后,会相应减少总容性电流分量,此时补偿残余电流近似于零。
在补偿之后,会加大中性点位移电压,此时会产生系统全补偿现象,导致系统运行期间发生振荡事故。
如果电力系统在正常运行状态下使用欠补偿方式,消弧线圈感性补偿电流大于线路电容电流,此时残余电流为感性。
浅析电容电流对电流差动保护的影响及调试方法
浅析电容电流对电流差动保护的影响及调试方法作者:邹勇来源:《科协论坛·下半月》2012年第11期摘要:随着电力系统的发展,超高压输电线路使用越来越广泛,对高压输电线的保护措施的研究在电力系统中显得尤为重要。
电流差动保护是高压输电线保护措施中最理想的方法之一。
研究高压输电线的电容电流对电流差动保护的影响,并结合影响的分析提出电流差动保护的调试方法,以提高电流差动保护的灵敏度、准确度等性能。
关键词:高压输电线电容电流电流差动保护调试方法中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)011-044-021 引言改革开发以来,我国电力产业发展迅速,随着各大企业、产房之间联系越来越密切,对电力传输装置的要求也更加严格。
在这种环境下,超高压输电线路日益增多,以满足长距离、大功率的电力传输的需求。
超高压输电线路两端往往联系的都是大功率的电力系统,一旦传输出现问题,那么对双方造成的损失将难以估量,所以维持超高压输电线路传输过程的安全稳定是一个需要长期持续研究并给予高度重视的问题。
电流差动保护则是高压输电线路安全保护的最理想也是应用最广泛的方法。
电流差动保护,基于基尔霍夫电流定律,它原理简单、具有高灵敏度、传输速率快,能够适应各种故障和不正常运行状态。
但是,由于高压输电线路大多都采用分裂导线,这就导致了线路的分布电容增大和感抗降低,又由于高压输电线路距离都很长,分布电容的容抗也大大降低,这就造成了分布电容的电流在暂态和稳态过程对传输线路过程的电流、电压、相位的严重影响,使其各参数不能正常获取。
这样就导致测量出来的电流不再符合基尔霍夫电流定律,直接对电流差动保护过程造成影响,使其灵敏度、安全稳定性大大降低。
因此研究电容电流对电流差动保护的影响并提出解决办法迫在眉睫,下面将结合电流差动保护的原理来分析电容电流的影响。
2 电流差动保护的原理电流差动保护不仅仅在高压输电线路中起到主要保护安全稳定的作用,还应用在电力系统的发电机、变压器等各个电力设备中。
07输电线路纵联差动保护(5)
闭锁式高频方向保护
闭锁式高频方向保护的基本工作原理:
高频闭锁方向保护是线路两侧的方向元件分别对短路 的方向作出判断,并利用高频信号作出综合判断,进 而决定是否跳闸的一种保护。
第三节 高频保护的基本原理
光缆由多股光纤制成,光纤结构 如图(a)所示。纤芯由高折射 率的高纯度二氧化硅材料制成, 直径仅100~200μm,用于传送光 信号。包层为掺有杂质的二氧化 硅,作用是使光信号能在纤芯中 产生全反射传输。涂覆层及套塑 用来加强光纤机械强度。光缆由 多根光纤绞制而成,为了提高机 械强度,采用多股钢丝起加固作 用,光缆中还可以绞制铜线用于 电源线或传输电信号。光缆可以 埋入地下,也可以固定在杆塔上, 或置于空心的架空地线中(复合 地线式光缆 OPGW)。
'' I unb K unp I k . max
其中
' I unb f er K st K unp
③躲过在相继动作区内发生接地短路时最大非故障相电流
I op K rel I unb. max nTA
电流平衡保护
电流平衡保护是横差方向保护的另一种形式, 其工作原理是比较平行线路上的电流大小,从 而有选择性的切除故障线路,如图所示。
第二节
平行线路的差动保护
3)横差保护保护相继动作区 如图所示,在L1线路末端短路时,两回线路首端电流近似相等, KA1不起动,而对侧与方向相反,加入继电器的电流很大,KA2起 动并将QF2切除。QF2断开后,短路电流重新分配,KA1才起动, 称之为相继动作。要求相继动作区小于5%。
第二节
第二节
平行线路的差动保护
第二节
平行线路的差动保护
当平行线路L1内部短路时,则, I I I r>0 。 KA1起动,KP1起动、KP2不起动(电流方向相 反)保护动作切除QF1,闭锁QF3 ;对侧同理有 KA2、KP3动作切除QF2,闭锁QF4;同理有L2 内短路,保护切除QF3、QF4而闭锁QF1、QF2 。 注意:横联差动方向保护只在两条线路同时运行 时起到保护作用,而当一条线路故障时,保护切 除该故障线路后为使保护不出现误动作而使横差 保护退出运行,也就是说单条线路运行横差保护 是不起作用的。
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输电线路纵差保护的电容电流补偿方法
Ncepu007
摘要:介绍了特高压输电线路分布电容电流对差动保护的影响,提出了一种电容电流的精确补偿方法。
通过仿真,说明该补偿方法在设置较小门槛值时电流差动保护装置具有较高的灵敏度。
关键词:特高压输电线路,电流差动保护,电容电流补偿
0引言
为提高超高压输电线路的传输能力,减小其电压损耗和能量损耗,使其达到最佳运行状态和最大经济效益,必须尽可能减小输电线路单位长度的电阻和电感,减小漏电导,增大电容。
特高压系统输电线大都采用多根分裂导线构成相线,这使得线路感抗减小,分布电容增大。
同时,特高压输电线路往往要承担远距离大容量的电力输送任务,较长的线路使分布电容的等值容抗大大减小,导致电容电流进一步增大,从而影响电流差动保护动作正确性。
因此,为了提高特高压输电线路电流差动保护的可靠性和灵敏度,必须补偿输电线路的电容电流。
目前主要采用以下三种方法来减少分布电容电流的影响的:(1)并联电抗器。
并联电抗器通常采取欠补偿方式,只能补偿部分稳态电容电流。
(2)电容电流补偿算法。
目前,克服线路分布电容电流影响的主要方法是通过电容电流稳态或时域补偿方法来做一定的弥补。
(3)采用差动保护新原理。
许多文献在理论上提出了耐受、甚至不受电容电流影响的差动保护新原理。
由于实际电力系统中对继电保护可靠性要求很高,新原理的实践应用还需要长时间的研究。
1纵联电流差动保护的基本原理
输电线路的纵联电流差动保护是基尔霍夫定律应用的一个特例,其基本原理如图1所示。
图1
当线路MN 正常运行以及被保护线路外部短路时,按规定的电流正方向看,M 侧电流
为正,N 侧电流为负,两侧电流大小相等、方向相反,即0N M =+.
.I I 。
当线路内部短路时,流经输电线两侧的故障电流均为正方向,且k N M .
.
.
I I I =+。
利用被保护元件两侧电流和在区
KD M N 1d 2
d m I .
n I .N
I .
M I .d I .
内短路与区外短路时一个是短路点电流很大、一个几乎为零的差异,构成电流差动保护;利用被保护元件两侧在区内短路时几乎同相、区外短路时几乎反相的特点,比较亮电流的相位,可以构成电流相位差动保护。
2电容电流的补偿
2.1电容电流的影响
目前常用的数字式电流差动保护判据为:
0N.
M.>+I I I || (1) ||||N.
M.
N.
M.
>+I I K I I - (2)
式中:M.
I 和N.
I 分别M 和N 侧电流向量;K 为制动系数,一般取0<K<1;I 0为定值;
||I op N.M.+I I =为动作电流;||I res N.
M.I I -=为制动电流。
式(1)为辅助判据,式(2)为主判据,两式同时成立时保护动作并跳闸。
输电线路存在导线对地电容和线间电容,电容电流的存在将使输电线路两端电流的大小和相位发生畸变。
电容电流是从线路内部流出的电流,由它构成动作电流;负荷电流是穿越性电流,由其构成制动电流。
线路空载运行或线路投运空载合闸时,流过两侧的电流皆为电容电流,负荷电流为0,此时主保护判据总是成立的,为了防止保护误动作,需要辅助判据控制,因此式(1)中的I 0应按躲过线路空载运行时的稳态电容电流和空载合闸时的暂态电容电流来整定。
如果线路过长,电容电流就会很大,则I 0整定值将会很大,当发生区内高阻接地故障时,动作电流可能会小于整定值I 0从而拒动,降低保护的灵敏度。
对于分布电容电流的影响,常用的解决方法:一是提高起动电流的定值;二是进行电容电流补偿。
由于抬高起动电流定值会降低差动保护的灵敏度,因此在高压长距离输电线路中,目前通常采用电容电流补偿的方法。
考虑电容电流补偿后的差动电流为:
||cap N M op I I I I .
..-+= (3)
式中:cap I .
为补偿的电容电流。
2.2电容电流的补偿方案
Um
Un
Z
Im In
Icm Icn
Y/2Y/2
图2
图2为一具有均匀分布参数高压长线路的等值接线和π型等效网络。
设电流正方向为母线流向线路,基本方程为:
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡....n n c
c m m I U l ch Z l sh l sh Z l ch I U γγγγ (4)
其中y
z
Z c =为线路的波阻抗 zy =
γ为线路的传输系数
Z 和y 分别为线路单位长度的纵向阻抗和横向导纳,l 表示线路的长度 由式(4)和图2可求得:l sh Z Z c γ=;l
sh Z l ch Y c γγ)
1(2-=。
在分析不对称短路时,可把三相系统分解为正序、负序和零序分量,此时各序分量仍然满足长线路基本方程。
如图2所示,在正常运行或外部故障时有0≠+=.
...+cn cm n m I I I I 。
为消除电容电流的影响,可在线路两端分别引入一个补偿电流.
b I ,使补偿后的两端电流大小相等,方向相反,即:
0)()(''=-+-=.
.
.
.
..+bn n bm m n
m
I I I I I I (5)
即2
2Y U Y
U I I I I I I n m cn cn n m bn bm ..
.
.
.
.
.
.
++=+=+=
因此保护装置中可通过两侧母线电压在补偿容纳上的压降来获得补偿电流,当采用半补
偿方式时,有:
2Y
U I m bm
.
.
=; 2Y U I n bn ..= (6)
也就是在两侧各补偿线路电容电流的一半,然后将补偿后的电流带人差动保护动作判
据,从而可消除或部分消除电容电流的影响。
必须指出,上述的补偿方式是基于稳态电容电流补偿的,在短路初始阶段,暂态电容电流比稳态电流要大得多,因而在暂态过程中还不能完全补偿电容电流。
为防止暂态过程中保护误动,故障处理程序中应采用高低定值不同的两套辅助判据,故障开始时投入高定值辅助判据(I 0取高定值),大部分区内故障都可得到切除,几个周波后再改投低定值辅助判据(I 0取低定值),以提高保护反应过渡电阻的能力。
主判据也可根据需要进行相应的切换(K 取不同的值)。
3仿真验证
本文按照分布参数建立了一条500km长的1000kv输电线路,仿真图如下所示。
图3 补偿前仿真
图4 补偿后仿真
仿真结果如下所示。
图5补偿前正常运行N M .
.
I I +
图6 补偿后正常运行N M .
.
I I +
图7 补偿前区外故障N M .
.
I I +
图8 补偿后区外故障N M .
.
I I +
图9 补偿前区内故障N M .
.
I I +
图10 补偿后区内故障N M .
.
I I +
4结果分析
按照式(6)对特高压输电线路电容电流进行补偿,在线路正常运行和区外故障时
||N M ..I I +值比补偿前大为减小,而当线路发生故障时||N M .
.I I +值在补偿前后是一个基本不
变的较大值。
所以将本文的电容电流补偿方法用于差动电流保护中,设置较小的门槛值,便可以保证区内故障时,保护可靠动作;正常运行和区外故障时,保护不误动,具有比较高的灵敏度。
参考文献
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