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线路距离保护设计之浅见

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线路距离保护设计之浅见

引言:线路保护是电力系统中不可缺少的装置,对维护变电站电力系统安全有着重要的作用。大多电流电压保护,其保护范围要随系统运行方式的变化而变化。距离保护是广泛运用在220KV及以上电压输电线路中的一种保护装置。

1.输电线路距离保护基本原理 1.1距离保护原理图的绘制

线路距离保护可构成三段式距离保护,其中距离保护第Ⅰ、Ⅱ段作为线路的主保护,距离保护第Ⅲ段为本线住保护的近后备保护和相邻元件的远后备保护。由此可以得到如图所示的距离保护的原理框图。图中距离保护第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的测量元件,叫阻抗元件或阻抗继电器,KT为延时特性元件,用于三段式保护的选择性,KS为信号元件,用于对相应的故障发出相应的信号。这些元件综合构成输电线路三段式距离保护装置。

1.2距离保护原理图过程分析

根据图中所示,图中阻抗测量值与整定值Zset进行比较,当Zm大于Zset时,测量元件有输出,反之,无输出。2KT和3KT分别是距离保护第Ⅱ、Ⅲ段的延时元件,它作为时序逻辑判断元件。延时元件2KT用于判别故障是否在距离保护第Ⅰ段保护范围外的被保护线路内,故障点在该保护范围内时,延时元件2KT输出跳闸信号;否则2KT不输出跳闸信号;延时元件3KT则用于判别是否本线路发生了故障而主保护据动和判别是否相邻元件发生了故障而相邻元件保护或断路器据动,若出现上述举动情况,则延时元件3KT会有输出,使本线断路器跳闸。元件1是电流或阻抗测量元件,作为整套距离保护的启动元件,判断是否发生故障,发生故障时有输出;元件2和3分别是振荡元件和电压互感器二次断线闭锁元件,分别在系统振荡和电压互感器二次断线时有输出,经非门闭锁保护,可防止保护误动作。1KS、2KS、3KS为距离保护第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护的信号元件,当相应段的保护动作时,相应段的信号元件动作输出保护动作的报警信号。

2.距离保护MATLAB建模

目前电子计算机已广泛应用于电力系统的分析计算。其中MATLAB软件是一种面向对象、交互式的程序设计语言,在工业界与学术界有着广泛应用,主要

用于矩阵运算,同时在自动控制模拟、数值分析、动态分析、数字信号处理、等方面也具有很大的的工能,它的基本数据元素是不需要定义的数组,其程序设计语言结构完整,移植性很高。通过对其的有效运用可以高效率地解决一些工业计算问题,尤其是关于矢量和矩阵的计算。MATLAB设计中,很关键的一个环节是原始数据的填写格式,它直接的关系到程序使用的灵活性与方便性。主要应从使用的角度出发对原始数据输入格式进行设计,原则要求是简单明了,方便修改。

作为强大的计算平台,MATLAB集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一身,它几乎可以满足所有的计算要求。另外,MATLAB还针对许功能强大的模块集或工具箱,如电力系统仿真工具箱等。简单的说,用户可以直接使用工具箱做到对不同的模型的学习、应用与评估,而不需要自己编写代码方便简单。当今社会更加注重的设计产品是否具有低成本、高性能以及生产和更新换代周期短等特点。产品设计者对设计工具的最基本要求是模型化、模块化以及动态仿真,而MATLAB中的Simulink就是可以完全满足这些要求的工具软件之一。

在断路器处安装保护及启动原件,保护模块经封装成子系统,其输入信号为由启动元件发出的投切信号和电流电压测量值,输入信号送达断路器的控制端,控制断路器的开合状态。负序电流是气动元件判别系统是否发生故障的信号,只有当故障发生时,系统才会将整套保护模块迅速投入工作。使用元件库中的故障模块进行故障点的设置,可以方便的设置故障类型以及故障点起始时刻。整个系统通过设定不同的整定值,可以得到不同的保护范围,因此可以将三个整定值不同的距离保护模块以及延时模块组成三段式距离保护,实现本线路的主保护和下级线路的后备保护。最后再设计一个启动原件来控制三段式距离保护的投切。输电线路距离保护的MATLAB仿真电路

3.220kV双母线倒母线操作危险点的防范措施

3.1組织措施每次倒母线操作时要认真组织全班人员进行危险点讨论与分析,并安排熟悉倒闸操作的人员担任操作人和监护人,并考虑操作人和监护人的身体状况是否良好。填写好操作票后,严格执行三次审核程序后并签字,并将写好的操作票与主接线圈仔细核对。操作时,严格执行监护复诵制,监盘人员要认真监视主接线图上运行方式的变化,随时关注操作。操作完毕后,要全面检查复核所操作一、二次设备状态,特别是保护压板,空气开关等的核对。

3.2技术措施

倒母线操作顺序中的危险点,对于带负荷拉合刀闸的防范措施就是将母联开关改非自动;对于母联改非自动时母线故障不能 0s 跳双母线的防范措施就是母差互联压板投入;对于电压切换继电器接点损坏的防范措施就是将 TV 二次并列切换开关投入;对于母差保护误动的防范措施就是认真检查刀闸位置指示灯是否正常,如果刀闸位置指示不正常,则要将母差保护刀闸位置强制开关切至强制接通位置,二次电压切换不正常则需要求专业人员及时处理;对于误停运线路或主变的防范措施就是拉开母联断路器前检查停运母线上所有刀闸确在分闸位置并确定母联电流为 0;对于谐振的防范措施就是拉开母联之前先拉开 TV 的刀闸;对于主变后备保护误跳开关的防范措施就是及时调整主变后备保护跳相应母联和分段开关压板的投退。

4.结束语

本文对220kV线路的的距离保护原理做了简单的阐述,并围绕220kV线路进行保护配置的设计,并介绍距离保护MATLAB建模技术和一些有关的线路措施。经济发展推动了在高压电网飞速发展,同时对电力设施的要求也不断提高,为国民和企业的电力配送提供了保障,但仍有待提高。

参考文献

[1]毛婕,赵萌,许海文.220kV线路保护通道配置的探讨[J].电力系统保护与控制;2010年07期

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