平行線(xiàn)路橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)

1、第二節(jié)平行線(xiàn)路橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)一、橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)的工作原理1. 保護(hù)對(duì)象：采用雙回線(xiàn)供電平行線(xiàn)路。2. 保護(hù)范圍：雙回線(xiàn)的全長(zhǎng)。3. 原理：比較雙回線(xiàn)路的電流及功率方向，有選擇性地瞬時(shí)切除故障線(xiàn)路。4. 橫差方向保護(hù)的單相原理接線(xiàn)：圖4 一 2 所示。結(jié)構(gòu)：每相保護(hù)由兩個(gè)變比相等的電流互感器、 一個(gè)電流繼電器及兩個(gè)功率方向繼電器組成。電流繼電器及兩個(gè)功率方向繼電器的電流線(xiàn)圈接于兩個(gè)電流互感器的差回路中。 電流繼電器作為起動(dòng)元件， 功率方向繼電器作為故障線(xiàn)路的選擇元件，電流互感器的極性標(biāo)注如圖 4 2 所示。為防止單回路運(yùn)行在區(qū)外發(fā)生短路引起保護(hù)誤動(dòng)， 將保護(hù)的直流操作電源經(jīng)兩斷路輔助常開(kāi)觸點(diǎn)

2、閉鎖。 這樣只有當(dāng)雙回線(xiàn)路都投入運(yùn)行時(shí)， 橫差方向保護(hù)才允許投入，而任斷路器斷開(kāi)，橫差保護(hù)都自動(dòng)退出工作。工作原理： 在正常運(yùn)行及外部發(fā)生短路時(shí)， 兩線(xiàn)路中的電流相等。 兩電流互感器差回路中的電流僅為很小的不平衡電流， 小于繼電器的起動(dòng)電流， 電流繼電器不會(huì)起動(dòng)。內(nèi)部故障時(shí)，如在線(xiàn)路WLl 的K 點(diǎn)發(fā)生短路，平行線(xiàn)路的A 側(cè)I dWL1>I dWL1,電流繼電器中的電流I r1K TA(IdWL 1I ' dWL 1 ) 。當(dāng)I r I op 時(shí)，電流繼電器1 動(dòng)作。功率方向繼電器2 承受正方向功率動(dòng)作，功率方向繼電器3 承受負(fù)功率不動(dòng)作， 因而跳開(kāi)1QF。對(duì)于線(xiàn)路B 側(cè)，流過(guò)線(xiàn)

3、路1 及線(xiàn)路2 的短路電流相等， 方向相反差回路中的電流I r2K TAI dWL1 。當(dāng)I r Iop 時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，功率方向繼電器2承受正功率，接點(diǎn)閉合，跳開(kāi)3QF瞬時(shí)切除故障線(xiàn)路WL1橫差保護(hù)退出工作，非故障線(xiàn)路WL2繼續(xù)運(yùn)行。線(xiàn)路 WL2發(fā)生故障時(shí)，橫差保護(hù)同樣動(dòng)作，只切除故障線(xiàn)路2。二、橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)的相繼動(dòng)作區(qū)和死區(qū)系統(tǒng)接線(xiàn)如圖4 3 所示。當(dāng)故障發(fā)生在N 側(cè)母線(xiàn)附近，如K 點(diǎn)，兩平行線(xiàn)路 M端流過(guò)的短路電流近似相等， M側(cè)橫差保護(hù)裝置差回路的電流很小，電流繼電器可能不動(dòng)。 靠近故障點(diǎn)的橫差保護(hù)， 由于兩線(xiàn)路中短路電流方向相反， 電流繼電器中流有很大的差電流可使保護(hù)動(dòng)作，

4、跳開(kāi)故障線(xiàn)路近短路點(diǎn)的斷路器， 如3QF。斷路器跳開(kāi)后，短路電流重新分配，遠(yuǎn)離短路點(diǎn) M側(cè)橫差保護(hù)差回路流有短路電流，保護(hù)動(dòng)作切除故障線(xiàn)路。 線(xiàn)路兩側(cè)保護(hù)裝置這種先后動(dòng)作切除故障的方式稱(chēng)為相繼動(dòng)作。 產(chǎn)生相繼動(dòng)作的范圍稱(chēng)為相繼動(dòng)作區(qū)。 加裝橫差方向保護(hù)的雙電源平行線(xiàn)路， 兩側(cè)都存在相繼動(dòng)作區(qū)。 相繼動(dòng)作區(qū)內(nèi)發(fā)生故障， 切除故障的時(shí)間增長(zhǎng)（約 0.2s ）。圖 43橫差方向保護(hù)相繼動(dòng)作分析圖相繼動(dòng)作區(qū)長(zhǎng)度的計(jì)算：網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)如圖4 3 所示?，F(xiàn)以M側(cè)保護(hù)為例，為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)相繼動(dòng)作區(qū)的臨界點(diǎn)K 的短路電流與N 側(cè)母線(xiàn)上的短路時(shí)的短路電流相等，III '。M側(cè)保護(hù)中起動(dòng)元件的一次動(dòng)作電流為d

5、NdWL1dWL1I op MI dWL1I dWL2（依據(jù)電壓平衡方程式式中 Z 1每回線(xiàn)單位長(zhǎng)度上的正序阻抗IdN 一一一母線(xiàn)N 處短路電流，近似等于相繼動(dòng)作區(qū)臨界點(diǎn)的短路電流。相繼動(dòng)作區(qū)的長(zhǎng)度用百分?jǐn)?shù)表示同理可求出 N 側(cè)保護(hù)的相繼動(dòng)作區(qū)。兩側(cè)保護(hù)相繼動(dòng)作區(qū)的總長(zhǎng)度不得大于被保護(hù)線(xiàn)路總長(zhǎng)的 502 死區(qū)功率方向繼電器采用 90 接線(xiàn)，但當(dāng)出口發(fā)生三相短路時(shí)，母線(xiàn)殘壓為零，功率方向繼電器不動(dòng)作，這種不動(dòng)作的范圍稱(chēng)為死區(qū)。死區(qū)在本保護(hù)出口，在對(duì)側(cè)保護(hù)的相繼動(dòng)作區(qū)內(nèi)。在死區(qū)內(nèi)發(fā)生三相短路，兩側(cè)橫差保護(hù)都不能動(dòng)作。死區(qū)的長(zhǎng)度不允許大于被保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)的10。三、橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)的整定計(jì)算1 電流繼

6、電器的動(dòng)作電流（ l ）為保證橫差保護(hù)范圍外故障保護(hù)不動(dòng)作，橫差保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按躲開(kāi)外部短路最大不平衡電流整定式中 Krel 可靠系數(shù)，取1.25 ；I unb max=Kerr · K np· K st ·I d max電流互感器 10 誤差引起的最大不平衡電流； Knp 非周期分量的影響系數(shù)，取為 2，當(dāng)采用速飽和變流器時(shí)，取為 1; I" unb max兩回輸電線(xiàn)路參數(shù)不同引起的最大不平衡電流； I d max外部故障，流過(guò)一回線(xiàn)的短路電流。電流繼電器的起動(dòng)電流（ 2）躲開(kāi)單回線(xiàn)運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流躲開(kāi)最大負(fù)荷電流是防止一回線(xiàn)一側(cè)斷開(kāi)，對(duì)側(cè)另一回

7、線(xiàn)未退出橫差保護(hù)時(shí)，橫差保護(hù)誤動(dòng)。采用返回電流大于最大負(fù)荷電流是防止單回線(xiàn)運(yùn)行發(fā)生區(qū)外故障，橫差電流繼電器起動(dòng)，由于橫差保護(hù)的直流電源被斷開(kāi)回路的斷路器輔助接點(diǎn)閉鎖，不能發(fā)出跳閘脈沖。當(dāng)外部故障切除后，通過(guò)橫差繼電器最大負(fù)荷電流，如不能保證繼電器返回，另一回線(xiàn)路某側(cè)斷路器先投入時(shí)，橫差閉鎖開(kāi)放，將運(yùn)行的非故障線(xiàn)路切除。2靈敏度校驗(yàn)（ 1）在平行的雙回線(xiàn)路上，兩側(cè)的斷路器都處在合閘位置。當(dāng)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)能保證至少有一側(cè)保護(hù)有足夠的靈敏度。為此，應(yīng)在兩側(cè)保護(hù)靈敏度相等的那一點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，兩側(cè)都有足夠的靈敏度。這樣，當(dāng)故障點(diǎn)向一側(cè)移動(dòng)時(shí)，靠近故障點(diǎn)的一側(cè)保護(hù)的靈敏系數(shù)增大，而遠(yuǎn)離故障點(diǎn)的一側(cè)保護(hù)的靈敏度必然下降。在相同靈敏系數(shù)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，要求保護(hù)的靈敏度為 2，即式中 I d?M、I d?N相同靈敏點(diǎn)短路時(shí)，流入兩側(cè)橫差保護(hù)最小一次電流；Iop?M、 I op?N兩側(cè)保護(hù)一次動(dòng)作電流。當(dāng)在相繼動(dòng)作區(qū)內(nèi)短路時(shí)，一側(cè)斷路器已經(jīng)斷開(kāi)的情況下要求另一側(cè)保護(hù)的靈敏度系數(shù)大于1.5 。四、橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍優(yōu)點(diǎn)：能夠迅速而有選擇性地切除平行線(xiàn)路上的故障，實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單、 經(jīng)濟(jì)，不受系統(tǒng)振蕩的影響。缺點(diǎn)：存在相繼動(dòng)作