15700瞬时电流速断保护及瞬时电流闭锁电压速断保护性能...

水 利 科 技

Hydraulic Science and Technology

瞬时电流速断保护及瞬时电流闭锁电压速断保护性能分析

陈金星

(福建水利电力学校 永安 366000)

【提要】电流、电压保护是继电保护中最简单最可靠的保护，通过分析其保护性能，便于设计保护或检查运行方式变化后的保护性能时作参考，在满足继电保护装置的基本要求前提下，可优先考虑采用电流、电压保护。

关键词 瞬时电流 继电保护 短路电流

1 瞬时电流速断保护

瞬时电流速断的动作电流按躲过本线路末端母线短路的最大短路电流来整定。

即I

db ＝K

k

I

d.zd

=K

k

(I

j

)/(X

xt.zx

+X

x1

) (1)

式中:

I j：线路所在电压等级基准电流（A）

K k：可靠系数

X xt.zx：系统最大运行方式下，保护背后电源最小电抗标么值；

X x1：线路电抗标么值

电流速断的灵敏度是用保护区长度占被保护线路全长的百分数来表示，即电流速断保护性能好坏的主要标志是保护区的大小。对电流保护而言，最小保护区是按最小运行方式下发生两相短路时计算分析，计算最小保护区即可阐明其保护性能。

1.1保护区计算

保护区末端短路时，短路电流等于保护整定值，即

I（2）

d.zx ＝3I

j

／〔2（X

xt.zd

＋X（2））〕＝I

db

(2)

其中:

I（2）

d.zx

：系统最小运行方式下，保护区末端两相短路电流

X

xt.zd

：系统最小运行方式下，保护背后电源最大电抗标么值 X（2）：两相短路时保护区，用标么电抗表示

将式（1）代入（2），得

3I

j ／〔2（X

xt.zd

＋X（2））〕＝K

k

I

j

（X

xt.2x

＋X

x1

）

取K

k

＝1.3为例，可解得

X（2）＝0.666X

x1＋0.666X

xt.zx

－X

xt.zd

保护区以线路电抗的百分值表示时为：

l（2）

b ＝0.666＋0.666X

xt.zx

／X

xt

－X

xt.2d

／X

x1

＝0.666－（K

f

－0.666）／K

c

式中:

K

f :方式系数，表示运行方式变化大小，K

f

＝X

xt.2d

／X

xt.2x

K

c :长度系数，表示线路电抗相对于系统电抗的大小，K

c

＝X

x1

／X

xt.2x

l（2）

b

:两相短路时电流保护保护区百分值。

同理，三相短路时，电流最小保护区l（3）

b

计算为

l（3）

b.zz ＝I

j

／（X

xt.zx

＋X（3））＝I

db

（4）

将式（1）代入式（4），得

I（3）

b ＝（K

f

－0.769）／K

c

（5）

1.2保护性能分析

分析式（3）、（5）中K

f 、K

c

的变化规律，即可找到保护区的变化规律。给

定不同的K

f 、K

c

值，按式（3）可计算出l（2）

b

值。

1.2.1电流速断可选用的最低条件

根据对电流速断的最低要求，保护区应不小于线路全长的20％，

即 0.666－(K

f －0.666)/(K

c

)≥20％

则 K

c ≥2.15K

f

－1.43

该式为直线方程，其图象如图1直线I－I＇所示，直线左上方为电流速断保

护可选用区，即由K

f 、K

c

的值所确定的点落在该区，电流速断可满足最低要求。

1.2.2电流速断最大保护区

当K

f 为有限值，由式（3）、（5）可知，K

c

趋于无穷大时（相当于很长的线

路，线路电抗远大于系统电抗），两式取极值，可得l（2）

b ＝0.666，l（3）

b

＝0.769。

所以，电流速断的最大保护区为l

b

＝66.6％～76.9％。

1.2.3最小保护区为零

图1 电流电压保护选用区

即瞬时电流速断保护有时保护性能很差，保护区可能为零或很小，以致影响

与相邻线路保护的配合。

2 瞬时电流闭锁电压速断

对于瞬时电流闭锁电压速断保护中的电流元件，按保证本线路末端故障有足够灵敏度整定，对于电压元件按躲本线路末端母线故障整定，整定公式如下：

电流元件定值 I

db ＝(I（2）

d.zx

)/(K

1m

)＝(3／2I

j

)/(K

1m

（X

xt.zx

＋X

x1

）)

电压元件定值 U

db ＝(U

cy.2x

)/(K

k

)＝(X

x1

)/(K

k

（X

xt.zx

＋X

x1

）)

（6）

式中:K

k 可靠系数，取K

k

＝1.3

K

1m 灵敏系数，取K

1m

＝1.5

瞬时电流闭锁电压速断保护取决于电压元件定值，在分析保护性能时，应分

析电压元件在最大运行方式下保护区最小时的保护性能。

2.1电压元件保护区计算

当最大运行方式下保护区末端短路时，母线残压等于保护整定值，即

U

cy.zd ＝(X

1

)/(X

xt.zx

＋X

1

)＝U

db

（7）

由式（6）、（7）可得：

X

1＝(X

x1

)/(K

k

(X

xt.2d

)/(X

xt.2x

)＋（K

k

－1）(X

x1

)/(X

xt.zx

))＝(X

x1

)/(K

k

K

f

＋（K

k

－1）K

c

)