距離保護(hù)又稱阻抗保護(hù)。它是利用阻抗元件來反映短路故障的保護(hù)裝置。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時,保護(hù)裝置安裝處的電壓為系統(tǒng)的額定電壓,電流為負(fù)荷電流,而當(dāng)發(fā)生短路故障時,其電壓降低,電流增大。由此可見,電壓和電流的比值,在正常狀態(tài)和故障狀態(tài)下是具有很大變化的。由于線路阻抗和距離成正比,顯然保護(hù)安裝處電壓與電流之比Z=U反映了保護(hù)安裝處到短路點的阻抗,也反映了保護(hù)安裝處至短路點的距離。所以可按照距離的遠(yuǎn)近來確定保護(hù)裝置的動作時間大小,這樣就能有選擇地切除故障。
基本原理
通過講解距離保護(hù)的定義和主要裝置初步了解距離保護(hù)基本工作原理。
1. 距離保護(hù)的定義
是反應(yīng)故障點至保護(hù)安裝地點之間的距離(或阻抗),并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動作時間的一種保護(hù)裝置,反應(yīng)了短路點到保護(hù)安裝點之間阻抗大小(距離的長短)。
2. 距離保護(hù)的主要裝置
主要元件是距離(阻抗)繼電器,它可根據(jù)其端子所加的電壓和電流測知保護(hù)安裝處至短路點間的阻抗值,此阻抗稱為繼電器的測量阻抗。
當(dāng)短路點距保護(hù)安裝處近時,其測量阻抗小,動作時間短;就近原則。
當(dāng)短路點距保護(hù)安裝處遠(yuǎn)時,其測量阻抗大,動作時間長;保證了保護(hù)有選擇性地切除故障線路。
保護(hù)2測量阻抗為:
距離保護(hù)的動作時間與保護(hù)安裝地點至短路點之間距離的關(guān)系 ,稱為距離保護(hù)的時限特性。為滿足速動性,選擇性和靈敏性的要求,應(yīng)用具有三段動作范圍的階梯型時限特性,并分別稱為距離保護(hù)的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。
距離保護(hù)的第I段是瞬時動作的,t1是保護(hù)本身的固有動作時間。
保護(hù)2的整定值:
保護(hù)1的整定值:
距離Ⅱ段整定值的選擇與限時電流速斷的相似,即應(yīng)使其不超出下一條線路距離Ⅰ段的保護(hù)范圍,同時帶有高出一個△t的時限,以保證選擇性。當(dāng)保護(hù)1第Ⅰ段末端短路時,保護(hù)2的測量電阻為: 1可靠系數(shù) K,則保護(hù)2的起動電阻為:
組成
(1)測量部分,用于對短路點的距離測量和判別短路故障的方向。
(2)啟動部分,用來判別系統(tǒng)是否處于故障狀態(tài)。當(dāng)短路故障發(fā)生時,瞬時啟動保護(hù)裝置。有的距離保護(hù)裝置的啟動部分兼起后備保護(hù)的作用。
(3)振蕩閉鎖部分,用來防止系統(tǒng)振蕩時距離保護(hù)誤動作。
(4)二次電壓回路斷線失壓閉鎖部分,當(dāng)電壓互感器(TV)二次回路斷線失壓時,它可防止由于阻抗繼電器動作而引起的保護(hù)誤動作。但當(dāng)TV斷線時保護(hù)可以選擇投/退“TV斷線相過流保護(hù)”。
(5)邏輯部分,用來實現(xiàn)保護(hù)裝置應(yīng)有的性能和建立各段保護(hù)的時限。
(6)出口部分,包括跳閘出口和信號出口,在保護(hù)動作時接通跳閘回路并發(fā)出相應(yīng)的信號。
時限特性
1、距離保護(hù)的動作時間T與保護(hù)安裝處至短路點之間的距離關(guān)系,稱為距離保護(hù)的時限特性。
2、為滿足速動性、選擇性和靈敏性的要求,廣泛采用具有三段動作范圍的階梯型時限特性,并分別稱為距離Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保護(hù)。
距離Ⅰ段為無延時的速動段。
Ⅱ段為帶有固定時限的速動段:延時的時限一般為0.3-0.6秒。
Ⅲ段時限需與相鄰線路Ⅲ段配合:一般不小于1-3秒。
保護(hù)范圍
距離保護(hù)一般都作成三段式,第Ⅰ段的保護(hù)范圍一般為被保護(hù)線路全長的80%~85%,動作時間t1為保護(hù)裝置的固有動作時間。第Ⅱ段的保護(hù)范圍需與下一線路的保護(hù)定值相配合,一般為被保護(hù)線路的全長及下一線路全長的30%~40%,其動作時限tⅡ要與下一線路距離保護(hù)第Ⅰ段的動作時限相配合,一般為0.5s左右。第Ⅲ段為后備保護(hù),其保護(hù)范圍較長,包括本線路和下一線路的全長乃至更遠(yuǎn),其動作時限tⅢ按階梯原則整定。
影響距離保護(hù)正確工作的因素
優(yōu)缺點
(1)優(yōu)點有:Ⅰ、Ⅱ段能在任何形狀的多電源網(wǎng)絡(luò)中保證選擇性,比電流電壓保護(hù)的靈敏度高。其中,Ⅰ段的保護(hù)范圍不受運(yùn)行方式的影響,Ⅱ、Ⅲ段雖然受影響、但仍優(yōu)于電流電壓保護(hù)。簡單、經(jīng)濟(jì)、工作可靠。
(2)缺點是:不能實現(xiàn)全線速動,裝置本身元件多可靠性較低、接線復(fù)雜維護(hù)較難。受電網(wǎng)接線方式及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響,整定值、保護(hù)范圍、靈敏系數(shù)等不好選擇。
(3)對不要求全線速動的線路,可作為主保護(hù),否則,可作為相間或接地故障的后備保護(hù)。
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