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对提高微机电流保护灵敏度的构想

  
(2007-4-10 11:12:23)
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董立天    江苏省射阳县 供电局 (224300)  



   


   


   

   

   

   


   

    微机保护应该发展为具有自动识别系统运行方式和故障状态的能力,并针对状态的改变,实时的调整保护的性能,使继电保护达到最佳效果。
    就小电流接地系统如何提高灵敏度和判别故障类型为例,加以说明。
1提高灵敏度
    在单电源小电流接地系统中,常规电流保护受系统运行方式和故障类型的影响,往往灵敏度 不能满足要求,而在微机保护中,上述问题仍然存在,可以说不少微机保护的原理基本上和 传统的保护一样,仅仅是传统保护的翻版,特别在电流保护上更为明显。归结起来,主要是电流保护的定值是固定不变的,不能适应不断变化的运行方式、不同故障类型、故障在线路上位置的变化而变化。
    电流速断保护作为小电流接地系统的一种有效的保护,不带动作时限,从保护选择性出发, 速断保护应按躲过最大运行方式时,下线出口三相短路流过保护的电流整定,即:



   


   


   

   

   

   
 

   

IZD=                                      (1)



   

式中    Kk—可靠系数



   

    E—系统等效电源相电势



   

Zsmin—保护装设处到等效电源的最小阻抗



   

    Z1—线路单位长度的正序阻抗



   

L—线路全长



   

我们在校验灵敏度时是用最小运行方式下两相相间短路来校验的,因此在最小保 护范围下:



   

L min=



   

   式中Zsmax—保护装设处到等效电源间的最大阻抗,而此时设定的定值 应适应(1)式,即为:



   

L min =



   

    从上面计算可以看出,速断保护的灵敏度受系统运行方式,不同故障类型,故障点到保护安 装处的距离的影响。由于传统保护没有计算和记忆功能,无法在线区分运行方式和故障类型 ,而微机具有强大的计算和记忆的功能,利用这一特性,完全可以设计一种以输入A、C两相 电流为基础,准确区分小电流接地系统的故障类型。根据故障类型起用不同保护定值,使得保护值定值随故障类型的不同而自动调整,从而达到提高电流保护灵敏度的目的。



   

2故障类型的判别



   

在小电流接地系统的网络中,通常有两种类型的接线方式,即完全星形和不完全星形。为了 简化接线和节省投资,通常采用引入A、C相电流的不完全星形接线,单相接地仅由中央装置 发出信号而线路仍然可以运行一段时间。因此对保护来说,考虑的是三相或是两相短路。下面首先讨论三相或是两相短路的特点( A, B, C为三相电流,IA,IB,IC为相电流的大小,Imax,Imin为IA,IB,IC中的最大与最小值)



   

(1)三相短路时,三相电流仍然对称,引入的A、C相电流大小相等,且A、C相电流和的大 小与相电流的大小相等。即



   

A+ C|=IA=IC



   

(2)两相短路时,K(2)A、B时,| A+ C|=IA



   

K(2)B、C时,| A+ C|=IC



   

K(2)C、A时,| A+ C|=0, A+ C



   

   对于上述三种情况,总可以选出IA、IB、IC中的最大与最小值Imax、Imin,显然有Imax/Imin为无穷大。



   

   (3)不能忽略的是当下一设备为Yd11接线的降压变压器时,若低压侧发生两相短路 时,Y侧各相电流分布与故障相别有关,其规律是两故障相中滞后相电流最大,数值上为d侧故障相电流的 倍,其他两相电流大小相等,方向相同 ,数值上为d侧故障相电流的  倍,显而易见IA、IB、IC中总有Imax/Imin=2。



   

分析上述1、2、3,可以看出对于同一电压等级线路发生两相相间短路的一种判据:I max/I min≥M,M为大于或等于2的自然数。这样一来,三相短路和Yd11接线的降压变压器低压侧发生两相短路时,采用IZD,而对同一电压等级线路发生两相相间短路时采用 IZD。这样就能够 在准确区分故障类型后,起用不同保护定值,提高保护的灵敏度。



   

    综上所述,在小电流接地系统的网络中。能够利用微机在线计算的优点,且目前在 微机电流保护的程序基本是用汇编语言在单片机中实现,通过简单的编程即可实现,从而能 够在原有基础上通过简单的故障类型判别后起用不同的保护定值,达到了提高电流保护的灵 敏度的目的;同时由于微机运算的高速度,判别故障所需的时间亦不会影响保护的速动性。 这应该是不同微机保护力求发展的方向,也是广大继电保护工作者一直追寻的目标。

来自国际电工网信息中心
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