【文章內(nèi)容簡介】 壓器中性點應裝設放電間隙。此時應裝設用于中性點直接接地和經(jīng)放電間隙接地的兩套零序過電流保護。此外，還應增設零序過電壓保護。用于經(jīng)間隙接地的變壓器，裝設反應間隙放電的零序電流保護和零序過電壓保護。當變壓器所接的電力網(wǎng)失去接地中性點 ，又發(fā)生單相接地故障時，此電流電壓保護動作，經(jīng) ～ 時限動作斷開變壓器各側(cè)斷路器。 一次側(cè)接入 10kV 及以下非有效接地系統(tǒng)，繞組為星形 —— 星形接線，低壓側(cè)中性點直接接地的變壓器，對低壓側(cè)單相接地短路應裝設下列保護之一： ； ，利用高壓側(cè)的相間過電流保護，此時該保護應采用三相式，保護帶時限斷開變壓器各側(cè)。 對于高壓側(cè)為 330kV 及以上的變壓器，為防止由于頻率降低和 /或電壓升高引起變壓器磁密過高而損壞變 壓器，應裝設過勵磁保護。保護應具有定時限或反時限特性并與被保護變壓器的過勵磁特性相配合。定時限保護由兩段組成，低定值動作于信號，高定值動作于跳閘。 變壓器非電氣量保護不應啟動失靈保護。 根據(jù)發(fā)電機保護配置原則和電力變壓器保護配置原則，我們選用 國電南自的 DGT 801A的數(shù)字式發(fā)電機變壓器組繼電保護裝置和 RCS985 系列發(fā)電機變壓器組保護裝置以滿足保護要求。 斷路器失靈保護配置原則 在 220kV～ 500kV 電力網(wǎng)中，以及 110kV 電力網(wǎng)的個別重要部分，應按下列原則裝設一 套斷路器失靈保護： ； ，而其他線路或變壓器后備保護切除又擴大停電范圍，并引起嚴重后果時 (必要時，可為該保護死區(qū)增設保護，以快速切除該故障 )； 220kV～ 500kV 分相操作的斷路器，可僅考慮斷路器單相拒動的情況。 失靈保護動作跳閘應滿足下列要求： a．對具有雙跳閘線圈的相鄰斷路器，應同時動作于兩組跳閘回路。 ，宜利用兩個傳輸通道傳送跳閘命令。 鎖重合閘。 遠方跳閘保護 一般情況下 220kV～ 500kV 線路，下列故障應傳送跳閘命令，使相關線路對側(cè)斷路器跳閘切除故障： ； ； ； ； 。 根據(jù)斷路器失靈保護配置原則，我們選取 RCS923A 斷路器失靈啟動及輔助保護裝置，它可作為由微機實現(xiàn)的數(shù)字式斷路器失靈啟動及輔助裝置，也可作為母聯(lián)或 分段開關的電流保護，故可滿足要求。 第 3 章 所選保護的原理及特點 線路保護的原理及特點 PSL602 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 一、 概述 PSL 602（ A、 C、 D）數(shù)字式超高壓線路保護裝置以縱聯(lián)距離和縱聯(lián)零序作為全線速動主保護，以距離保護和零序方向電流保護作為后備保護。保護有分相出口，可用作 220kV 及以上電壓等級的輸電線路的主保護和后備保護。 保護功能由數(shù)字式中央處理器 CPU 模件完成，其中一塊 CPU 模件 (CPU1) 完成縱聯(lián)保護功能，另外一塊 CPU 模件 (CPU2) 完成距離保護和零序電流保護功能。 對于單斷路器接線的線路，保護裝置中還增加了實現(xiàn)重合閘功能 的 CPU 模件 (CPU3) 可根據(jù)需要實現(xiàn)單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘或者退出。 表 11： PSL 602（ A、 C、 D）數(shù)字式超高壓線路保護的配置和型號表 型 號 主 要 功 能 備 注 縱聯(lián)保護 距離保護和 零序方向電流保護 自動 重合閘 PSL 602 縱聯(lián)距離、零序保護 快速距離保護 三段式相間距離保護 三段式接地距離保護 四段式零序電流保護 有 適用 于單斷路器（如雙母線接線） PSL 602A 同上 同上 無 適用于 3/2 接線 PSL 602AS 同上，適用于串補電容線路及相鄰線 同上，適用于串補電容線路及相鄰線 無 適用于 3/2 接線 PSL 602C 縱聯(lián)距離、零序保護 分相通道命令 同 PSL 602，并且距離保護在同桿雙回線跨線故障時選跳 有 適用于單斷路器同桿雙回線 PSL 602D 縱聯(lián)距離、零序保護 分相通道命令 同 PSL 602,并且 距離保護在同桿雙回線 跨線故障時選跳 無 適用于 3/2 接線 同桿雙回線 二、性能特征 (1) 動 作速度快，線路近處故障動作時間小于 10ms，線路 70％處故障典型動作時間達到 12ms，線路遠處故障小于 25ms。 (2) 完善可靠的振蕩閉鎖功能，能快速區(qū)分系統(tǒng)振蕩與故障，在振蕩閉鎖期間，系統(tǒng)無論 發(fā)生不對稱性故障還是發(fā)生三相故障，保護都能可靠快速地動作。 (3) 采用電流電壓復合選相方法，在復雜故障和弱電源系統(tǒng)故障時也能夠正確選相。 (4) 縱聯(lián)保護通道接口方式靈活，可以與載波通道（專用或復用）、光纖通道、微波通道 等各種通信設備連接，可以實現(xiàn)傳輸保護分相允許信號，有自適應判斷弱電源側(cè)的弱 饋保護， 通道邏輯如通道檢查、位置停信等都由保護實現(xiàn)，發(fā)停信控制采用單接點方式，接點閉合為發(fā)信，接點斷開為停信。 (5) 完善的自動重合閘功能，可以實現(xiàn)單重檢線路三相有壓重合閘方式，專用于大電廠側(cè)，以防止線路發(fā)生永久故障，電廠側(cè)重合于故障對電廠機組造成沖擊。 (6) 采用了多 CPU 共享 AD 的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換自主專利技術(shù)，解決了多 CPU 共享 AD 的難題，提高了裝置的模數(shù)轉(zhuǎn)換精度，簡化了調(diào)試和維護的工作量。 (7) 通過了國家級電磁兼容實驗室電磁輻射、瞬變干擾等 10 個項目的抗干擾試驗，全部的試驗結(jié)果證明其 電磁兼容性能指標大大高于國家標準。 (8) 采用了全漢化顯示 /操作界面和全漢化、圖形化、表格化打印輸出。 (9) 采用透明化設計思想，保護內(nèi)部元件在系統(tǒng)故障時的動作過程可以全息再現(xiàn)，便于分 析保護的動作過程。 (10) 強大的故障錄波功能，可以保存 1000 次事件， 12 至 48 次故障錄波報告（含內(nèi)部元件動作過程），故障時有重要開關量多次變化時會自動多次啟動錄波并且記錄重要開 關量（如發(fā)信、收信、跳閘、合閘、 TWJ 等）的變化。錄波數(shù)據(jù)可以保存為 COMTRADE 格式。 (11) 靈活的通信接口方式， 配有 RS23 485 和以太網(wǎng)通信接口。 (12) 通訊歸約支持 IEC608705103 標準。 三、啟動元件和整組復歸 啟動元件 保護啟動元件用于啟動故障處理程序及開放 保 護跳閘出口繼電器的負電源。各個保護模件以相電流突變量為主要的啟動元件， 啟 動門坎由突變量啟動定值加上浮動門坎，在系統(tǒng)振蕩時自動抬高突變量啟動元件的門 坎 。零序電流啟動元件、靜穩(wěn)破壞檢測元件 為輔助啟動元件，延時 30ms 動作以確保相電流突變量元件的優(yōu)先動作。 整組復歸 各保護模件啟動后就發(fā)出“禁止整組復歸” 的 信號，如果本保護所有 的啟動元件和故障測量元件都返回，并且持續(xù)五秒，本保 護 模件就收回“禁止整組復歸”信號。保護收到任一個模件“禁止整組復歸”的信號就 保 持原先的啟動狀態(tài)，直到所有模件都收回“禁止整組復歸”信號時才能整組復歸。 這樣就能保證所有模件均滿足整組復歸條件時，裝置才整組復歸。 選相元件 選相元件是區(qū)分故障性質(zhì)和相別，以滿足保護分相跳閘的要求。 PSL 602 數(shù)字式線路保護的主保護和后備保護采用相同原理的選相元件。為了在特殊系統(tǒng) (例如弱電源 )和轉(zhuǎn)換性等復雜故障下能夠正確選相并有足夠 的 靈敏度，采用電壓電流復合突變量和復合序分 量兩種選相原理相結(jié)合的方法。在故障 剛 開始時采用快速和高靈敏度的突變量選相方法，以后采用穩(wěn)態(tài)的序分量選相方法，保證在轉(zhuǎn)換性故障時能夠正確選相。 振蕩閉鎖的開放元件 在相電流突變量啟動 150ms 內(nèi)，距離保護和縱聯(lián)距離保護短時開放。在突變量啟動150ms 后或者零序電流輔助啟動、靜穩(wěn)破壞啟動后，保護程序進入振蕩閉鎖。在振蕩閉 鎖期間，縱聯(lián)距離和距離 I、 II 段要在振蕩閉鎖開放元件動作后才投入。 振蕩閉鎖的開放元件要滿足以下幾點要求： a)系統(tǒng)不振蕩時開放； b)系統(tǒng)純振蕩時不開放； c)系統(tǒng)振蕩又發(fā)生區(qū)內(nèi)故 障時能夠可靠、快速開放； d)系統(tǒng)振蕩又發(fā)生區(qū)外故障時，在距離保護會誤動期間不開放。 四、縱聯(lián)保護 距離方向元件 距離方向元件按回路分為 ZAB、 ZBC、 ZCA 三個相間阻抗和 ZA、 ZB、 ZC 三個接地阻抗。每個回路的阻抗又分為正向元件和反向元件。由全阻抗四邊形與方向元件組成。當選相元件選中回路的測量阻抗在四邊形范圍內(nèi)，而方向元件為正向時，判定正向故障；若方向元件為反向時，判定反向故障。方向元件采用正序方向元件（和距離保護的正序方向元件相同，見 節(jié)）。反方向阻抗特性的動作值自動取為 Zzd 的 倍，保證反方向元件比正方向元件靈敏。在振蕩閉鎖期間還有振蕩閉鎖的開放元件。 方向元件配置 PSL602 的距離方向和零序方向以反方向元件優(yōu)先 。零序方向元件在合閘加速脈沖期 間延時 100 毫秒動作，在非全相運行時退出。 通道方式 縱聯(lián)保護可以與載波通道（專用或復用）、光纖通道、微波通道等各種通信設備連接， 包括各種繼電保護專用收發(fā)信機和復用載波機接口設備。發(fā)、停信控制采用一副接點，不發(fā)信即為停信。 當用于專用閉鎖式時，通道邏輯完全由保護實現(xiàn)，收發(fā)信機的停信和發(fā)信完全由保護控制。為了防止通道上的干 擾，保護中設置了信號確認時間，分為兩級延時，一是保 護必須在收到閉鎖信號 5ms 后才允許停信，二是保護停信后要連續(xù) 5ms 或 8ms（通過控 制字可選擇，建議光纖通道為 5ms，載波通道為 8ms）收不到閉鎖信號才動作出口。當 用于允許式時，采用單個允許信號，也可以采用三個分相允許信號（ PSL602C），以滿足 同桿并架線路的需要。 弱饋保護 弱饋保護作為線路弱饋端或無電源端的縱聯(lián)保護，使縱聯(lián)保護達到全線速動的目的。弱饋保護的功能，當發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，弱饋側(cè)能夠快速發(fā)出允許對側(cè)動作的信號（并且保持 120 ms），使對側(cè)保護快速跳閘，也就是說，當用于專用閉鎖式時，弱饋側(cè)能夠 快速停信；用于允許式時，弱饋側(cè)能夠快速發(fā)出允許信號。當發(fā)生弱饋側(cè)反方向故障時， 弱饋側(cè)能夠快速發(fā)出閉鎖對側(cè)動作的信號，使縱聯(lián)保護不誤動。 弱饋側(cè)的范圍定義，定性的說是線路弱饋端或者無電源端；定量的說是，當發(fā)生區(qū)內(nèi) 故障時，某一端縱聯(lián)保護的所有正方向元件靈敏度都不夠時，線路的該端可稱為弱饋側(cè)。 弱饋保護具有自適應于系統(tǒng)運行方式改變的能力，即可能出現(xiàn)弱饋的一端可長期投入 此功能，該端變?yōu)閺婋妭?cè)時即使弱饋保護投入，弱饋保護不會動作（縱聯(lián)保護 仍然動作正確），因為投入的弱饋保護是在正反方向元件都不動作時，才可能發(fā)出允許對側(cè)動作的信號。 特別要注意的是，對于專用閉鎖式的弱饋保護，線路兩端只能在其中的一側(cè)投入弱饋 功能，否則在弱電源系統(tǒng)的強電源側(cè)發(fā)生反向故障時，如果線路兩端的正反方向元件靈 敏度不足時，弱饋保護會誤動。所以，對于專用閉鎖式的弱饋保護，弱饋保護在線路兩 端只能投入一側(cè)。 距離保護距離保護 設有 Zbc、 Zca、 Zab 三個相間距離保護和 Za、 Zb、 Zc 三個接地距離保護。除 了三段距離外，還設有輔助阻抗元件，共有 24 個阻抗繼電器 。在全相運行時 24 個繼電 器同時投入；非全相運行時則只投入健全相的阻抗繼電器，例如 A 相斷開時只投入 Zbc 和 Zb、Zc 回路的各段保護。 接地距離 接地距離由偏移阻抗元件 ZPYφ、零序電抗元件 X0φ和正序方向元件 F1φ組成 (φ =a,b,c)。 阻抗元件采用經(jīng)傅氏積分的微分方程算法。接地阻抗算法為： Uφ＝ Lφ d(Iφ +Kx3I0)/dt+Rφ (Iφ +Kr3I0)，φ =a,b,c 相間距離所用正序方向元件 F1 原理和接地距離所用正序方向元件原理相同。相間距離所用正序方向元件采用正序電壓和相間電 流進行比相。 本裝置設置了六個阻抗回路(Zbc、 Zca、 Zab、 Za、 Zb、 Zc)的阻抗輔助元件，阻抗輔助 元件具有全阻抗性質(zhì)的四邊形特性，其定值與阻抗Ⅲ段相同，阻抗輔助元件不作為故障范圍的判別，應用于靜穩(wěn)破壞檢測、故障選相等元件中。 零序電流保護 本裝置零序保護設有四段、加速段，均可由控制字選擇是否帶方向元件，還設有控制字投退的一段 PT 斷線時投入的零序保護 (該段不受壓板控制 )。設有零序Ⅰ段、零序Ⅱ 段和零序總投壓板。零序總投壓板退出時，零序保護各段都退出。零序Ⅲ及加速段若需 單獨退出，可將該段的電流定 值及時間定值整定到最大值。 零序Ⅳ段電流定值也作為零序電流啟動定值，若需退出零序Ⅳ段，可將時間定值整 定為 100 秒，要將零序Ⅳ段電流整定的和其他保護模件的零序電流啟動定值相同，以便 各保護模件有相同的零序電流啟動靈敏度。 零序Ⅰ段、零序Ⅱ段可由控制字設定為不靈敏段或者靈敏段。在非全相運行和重合 閘時，設定為不靈敏段的Ⅰ段或Ⅱ段自動投入，設定為靈敏段的Ⅰ段或Ⅱ段自動退出。 在全相運行時只投入靈敏段的Ⅰ段或Ⅱ段。 五、非全相運行 單相跳開形成的非全相運行 單相 TWJ 持續(xù)動作 50ms 或者單相跳閘反饋開 入量動作，并且對應的相無流元件動作