PRS-753光纤分相纵差成套保护装置 方向元件自动退出。
3.6.2 零序过流反时限保护
零序过流反时限保护的动作特性为
??I0?????I??0S2????1?dt?T (3-19) ????式中 I0s 为零序电流启动定值(d306),T为时间常数定值(d307)。
装置中以下述离散方式实现
[??I3.7 选相元件
20?I0S??t?I0S?T (3-20)
22]本装置后备保护的选相动作采用先选相再测量的方式实现,并采取用突变量距离的全面测量与稳态量选相测量相结合的方式。在故障开始后的第一周波投入各突变量距离继电器进行全面的选相测量,其后转入稳态量选相。用稳态量选相可以适应故障转换,使延时段保护也可按选相结果进行测量。
稳态量选相采用多重判据,用电流选相与电压选相相结合,又都是将故障相与健全相相对比较,能自适应于用户整定,使用方便。
稳态量选相逻辑:首先采用判据(1)判断是否接地;当判断为接地故障时,采用(2)选相;当判断为非接地故障时,采用(3)选相。
(1) 利用零序电压和零序电流大小确定是不接地故障还是接地故障:
若3U0?1V且3I0?I04zd时,判为接地故障,反之为不接地故障。
(2) 在接地故障中,利用I0和I2的相位关系,初步确定可能的故障类型;再根据电压的关系,确定是单相接地还是两相接地。
(3) 在不接地故障中,利用 I2?0.5I1 区分三相对称故障,并通过对线电压大小的排序确定两相故障的故障相。
3.8 振荡闭锁
本装置的振荡闭锁分为三个部分,任意一个动作开放保护。
3.8.1 瞬时开放保护
在启动元件动作后起始的160ms 以内无条件开放保护,保证正常运行情况下突然发生事故能快速开放。如果在 160ms延时段内的距离II段、III段保护元件已经动作,则说明确有故障,则允许该测量元件一直动作下去,直到故障被切除。
3.8.2 不对称故障开放元件
不对称故障时,振荡闭锁回路可由对称分量元件开放,该元件的动作判据为
第 22 页 深圳南京自动化研究所 深圳南瑞科技有限公司 PRS-753光纤分相纵差成套保护装置 I0?I2?mI1 (3-21)
其中: m的取值根据最不利的系统条件下振荡又区外故障时,振荡闭锁不开放为条件验算,并留有相当的裕度。
3.8.3 对称故障开放元件
在启动元件开放160ms以后或系统振荡过程中,如发生三相故障,上述二项开放措施均不能开放保护。因此对对称故障设置专门的振荡判别元件,测量振荡中心电压,其测量方法如下
Uos?U??cos? (3-22)
? 与线电流 I? 的夹角加上 90? 减去线路正其中: U??为BC线电压,?为线电压 UBCBC序阻抗角(d312)。
对称故障用 Ucos? 判断两侧电势的相位差? ,在 ? ? 180? 时,Ucos? 接近于0。在三相短路时不论故障点远近如何,约为额定电压的5%。Ucos? 等于或小于电弧的压降,故障时 Ucos? 如此之小,使得非常容易区分正常运行、进入振荡和发生故障等各种状态。装置在系统进入振荡时置振荡标志,在 Ucos? 下降到接近 5% 时测量振荡的滑差,使得
Ucos? 元件很准确地躲过振荡中 Ucos?? 0.05 的时间,不开放保护。在振荡中发生故
障时 Ucos?? 0.05 保持不变,于是经小延时开放保护。由于躲过振荡所需的延时是根据对滑差实时测量的结果确定的,因此既能有效地闭锁保护,又使振荡中发生三相短路时最大
限度地降低了保护的延时。
3.8.4 非全相运行时的振荡闭锁
非全相运行振荡闭锁判据参见非全相运行。
3.9 TV断线检测和紧急状态保护
装置设有两种检测TV断线的判据,两种判据都带有延时,且仅在线路正常运行、启动元件不启动的条件下投入;若启动元件已启动就不进行电压断线的检测,直到保护整组复归后重新投入。同时,TV断线信号只在三相电压恢复正常并持续10s之后才可复归,此后恢复正常保护程序。
3.9.1 TV断线
3.9.1.1 单相或两相断线检查:
保护不启动,三相电压相量和大于8V,用于检测一相或两相断线,即
深圳南京自动化研究所 深圳南瑞科技有限公司 第 23 页 PRS-753光纤分相纵差成套保护装置 ??U??U??8V成立,延时1.3s报TV断线。 UABC3.9.1.2 三相失压检查:
正序电压值低于6V且任一相有电流(I??0.06In),延时1.3s报TV断线。
3U0 > 8V3U1 < 18VIa > 0.06InIb > 0.06InIc > 0.06In≥11.3s 0TV断线﹠≥1
图3-11 TV断线检测逻辑图
3.9.2 紧急状态保护
当检测到电压断线后立即发出断线信号,保护转为“紧急状态保护”。在TV断线情况下,将距离及(用自产零序电压时)方向零序退出,同时继续监视TV电压,当电压恢复后,延时自动解除闭锁。紧急状态保护包括:
1) 无方向性的二段定时限过电流保护;
2) 无方向性的零序电流保护(II、III、IV段),它实际上是原有零序电流保护将零序
方向元件取消,定值不变。
3.9.3 抽取电压断线
当重合闸投入,如果有检同期或检无压方式投入,则由重合闸对抽取电压进行检测,当开关在合位,有电流流过,母线(或线路)有电压,并检测到同期电压低于无压定值,则报抽取电压TV断线。当检无压和检同期均不投入时,不进行抽取电压断线状态的检测。保护在检测到抽取电压TV断线后闭锁重合闸。
d104=投入(检无压)d106=投入(检同期)d498=投入(投重合)Ux<40VUa>40VIa>0.06In≥1﹠10S
图3-12 抽取电压TV断线检测逻辑图
3.10 合闸于故障保护
本装置设有合闸于故障保护,在手合或重合闸动作后、TWJ由跳位变为合位的开始400ms时间内投入。合闸于故障保护分为两个部分:距离部分和过流部分。
第 24 页 深圳南京自动化研究所 深圳南瑞科技有限公司 PRS-753光纤分相纵差成套保护装置 3.10.1 距离部分
3.10.1.1 合闸于不对称故障
合闸于不对称故障,用以下判据
??1.25ZI??U??1.25ZI??0.5U U2L120L00n (3-23)
式中: ZL0和ZL1分别为线路全长零序阻抗定值(d313)和线路全长正序阻抗定值(d311)。 在满足上式的前提下,对应于不对称故障中接地短路和相间短路不接地的两种情况,还
必须满足各自的零序和负序方向条件,即分别有以下两式成立
??1.25ZI??U??1.25ZI?U0L000L00??1.25ZI??U??1.25ZI?U2L122L12 (3-24) (3-25)
3.10.1.2 合闸于对称故障
对于合闸于对称故障,SOTF保护中采用电流速断保护和阻抗保护相配合的方式,其动作判据要求同时满足以下两个条件:
1) IA?0.4In 2) UA?Zp2zdIA
其中条件2)的阻抗判据采用的是以相间距离II段阻抗为定值的全阻抗继电器,其应用的目的是适当限制超范围。
IA?0.4In相间距离II段动作﹠三相短路3U2 >24 V??1.25ZI???U2L12?U2?1.25ZL1I2﹠相间故障≥1SOTF保护动作 ??1.25ZI???U2L12?U0?1.25ZL0I0?0.5Un??1.25ZI???U0L00?U0?1.25ZL0I0
3I0?I03zd﹠接地故障图3-13 SOTF保护逻辑图
由于采取了较完善的故障检测判据,本装置SOTF保护的动作特性受合闸时的暂态电流影响较小,因而可经小延时(装置内部固定为30ms)跳闸。
深圳南京自动化研究所 深圳南瑞科技有限公司 第 25 页 PRS-753光纤分相纵差成套保护装置 3.10.2 过流部分
合闸于故障过流加速段保护为普通的过流保护,其电流定值按躲过最大的线路充电电流整定,动作时间固定为100ms。
3.11 非全相运行
非全相运行指线路 ABC 三相中由于一相跳开,只剩两相正常运行的状态。造成非全相运行的可能主要有两种情况:1) 线路发生单相接地故障,保护单相跳闸,造成非全相运行;2) 开关一相偷跳或输电线被拉断,造成非全相运行。非全相运行状态检测的内容包括由本保护动作跳闸确定的非全相状态、本保护未动作时由开关位置确定的非全相状态等。
3.11.1 非全相运行状态的确定
单相跳闸时,对应的TGΦ(跳闸固定元件)动作或TWJ(跳闸位置继电器)动作判为跳开相,这时将开放对侧差动继电器,并在延迟30ms后置非全相标志,如又发生区内故障则跳三相。非全相运行状态可分别通过下面两个判据确定:
1) 单相跳闸固定动作,且其对应相有流元件不动作,判该相已跳开; 2) 某相TWJ动作,且其对应相有流元件不动作,判该相已跳开。
在确定非全相运行状态之后,保护进入非全相运行流程,并开放出口继电器正电源。
3.11.2 非全相运行状态保护
非全相运行故障选相和故障测量分开。以BC相运行为例,说明故障选相与故障测量。
3.11.2.1 非全相运行单相故障
?当arg???????II00?时,选非全相运行B相故障;当??90?arg?I???I2B??2C???90?时,选非全相运??行C相故障。使用接地距离二段定值进行测量,延时100ms动作跳三相。
非全相运行时,根据 I?0 和 I?2 相位关系选相,可保证选相的正确性,又可以保证非全相振荡时,单相距离继电器不动作,振荡中再单相接地故障时能快速开放保护测量。因此,在非全相振荡时若发生单相故障则以选相区为非跳开相且距离继电器同时动作作为开放条件。
3.11.2.2 非全相运行相间故障
两相非全相运行时,若发生相间故障,采用相间方向阻抗继电器(使用相间距离二段定值)进行测量。对非全相振荡相间故障的闭锁开放,采用测量振荡中心电压Ucos?方法躲开振荡,实现方法同3.8.4章节。
3.12 重合闸
装置重合闸设计为一次重合闸方式,用于单开关方式的线路(一般不用于一个半开关方式),可实现单相重合闸,三相重合闸、综合重合闸和停用重合闸。
重合闸可由控制字定值决定投退。在充电过程完成之后,重合闸可以由两种方式启动:
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