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距離保護(hù)裝置可以準(zhǔn)確迅速地解決近距離短路故障,避免供電系統(tǒng)出現(xiàn)越級(jí)跳閘等事故,同時(shí)還可以有效的解決后端線路中出現(xiàn)的線路故障事故,從而避免由于失誤導(dǎo)致的錯(cuò)誤操作,最終起到保護(hù)電流作用,因此,距離保護(hù)裝置在供電線路中具有的應(yīng)用價(jià)值非常廣泛。
為了確保距離保護(hù)裝置的使用可靠性,通常保護(hù)裝置可以分為以下幾個(gè)部分。第一個(gè)是測(cè)量部分,這個(gè)部分主要是用來測(cè)量短路故障點(diǎn)的距離,并且判定短路故障點(diǎn)的方向。第二部分是啟動(dòng)部分,這個(gè)部分是用于判別系統(tǒng)的故障狀態(tài),當(dāng)出現(xiàn)短路故障時(shí),可以瞬時(shí)啟動(dòng)距離保護(hù)裝置,其中一些保護(hù)裝置的啟動(dòng)部分可以兼作后備保護(hù)作用。第三部分是振蕩閉鎖部分,這個(gè)部分是用來避免系統(tǒng)在振蕩情況下而產(chǎn)生距離保護(hù)裝置錯(cuò)誤動(dòng)作,采用二次電壓的回路斷線閉鎖部分,可以預(yù)防電壓互感器在回路斷線情況下,因阻抗繼電器操作而出現(xiàn)的距離保護(hù)失誤操作。最后一個(gè)部分是供電設(shè)備的邏輯部分,通過這個(gè)部分可以確保保護(hù)裝置發(fā)揮應(yīng)有的性能,并且建立距離保護(hù)的各段時(shí)限。
供電線路距離保護(hù)裝置的應(yīng)用意義與優(yōu)勢(shì)
1距離保護(hù)裝置的應(yīng)用意義分析
距離保護(hù)是短路點(diǎn)和保護(hù)裝置點(diǎn)的阻抗力決定,跟電壓電流絕對(duì)值沒有關(guān)聯(lián),當(dāng)電流比較大的時(shí)候,母線殘余的電壓會(huì)相應(yīng)比較高,而電流較小時(shí),母線殘余的電壓就比較低,實(shí)際上這兩者之間存在著固定的比例關(guān)系。相比較于電流電壓的保護(hù)裝置,距離保護(hù)裝置的第一、第二以及第三段保護(hù)與三段電流的保護(hù)作用非常相似。短路故障如果發(fā)生于第一段范圍內(nèi),阻抗繼電器可以瞬間采取保護(hù)動(dòng)作,繼電器是動(dòng)作時(shí)間比較固定,跟電流的速斷保護(hù)原則幾乎一樣,只是繼電器是按照距離進(jìn)行配合,并且不會(huì)受到運(yùn)行方式的干擾,從而可以擴(kuò)大保護(hù)范圍,而且保持固定不變;而電流的速斷保護(hù)裝置需要電流的配合,并且容易受到運(yùn)行方式的干擾,保護(hù)范圍相對(duì)小而變化幅度較大。如果短路故障發(fā)生于較遠(yuǎn)的距離范圍內(nèi),即當(dāng)短路范圍處于第二范圍時(shí),阻抗繼電器可以建立第二階段的延時(shí)繼電保護(hù)動(dòng)作,延時(shí)之后會(huì)促使機(jī)構(gòu)跳閘。最后在線路末端距離保護(hù)裝置中,在第三段時(shí)間里,繼電器不會(huì)受到距離元件的運(yùn)行干擾,因此在第三段發(fā)生的短路故障,工作情況以及工作方向與過電流保護(hù)方式十分相像。
2供電設(shè)備距離保護(hù)裝置的優(yōu)勢(shì)
距離保護(hù)裝置的工作特點(diǎn)展現(xiàn)了距離保護(hù)裝置的使用重要性和優(yōu)越性。距離保護(hù)也就是阻抗保護(hù),利用階梯型時(shí)限特征,將保護(hù)時(shí)限分成三個(gè)階段,在第一階段中的距離保護(hù)裝置是采取瞬時(shí)動(dòng)作進(jìn)行保護(hù),第一段是繼電器自身固有的動(dòng)作時(shí)間,不用進(jìn)行延時(shí),通常在整條線路的近前端距離發(fā)揮作用。第二段距離保護(hù)主要是為了解決中后端的線路中所出現(xiàn)的短路故障。這個(gè)階段保護(hù)工作原理與電流速斷相近,保護(hù)范圍與第一第二階段范圍互相配合。動(dòng)作時(shí)間上比第一階段長,通常會(huì)多出0.5s的時(shí)間間隔。末端保護(hù)裝置中,沒有設(shè)立距離元件,從而有利于增強(qiáng)保護(hù)動(dòng)作的選擇性。第三段時(shí)間將比第二段的時(shí)間還要高,以確保線路的相應(yīng)階段發(fā)生故障時(shí),對(duì)元件的保護(hù)工作只在相應(yīng)階段進(jìn)行。
距離保護(hù)裝置在實(shí)踐中的應(yīng)用原理分析
供電線路在正常工作的情況下,距離保護(hù)安裝點(diǎn)處的電壓就是系統(tǒng)的額定電壓即Ue,線路中的負(fù)荷電流就是If,而短路故障發(fā)生時(shí),母線上的殘余電壓為Uc,相比較正常工作狀態(tài)下的電壓要低出很多,線路中電流通常是短路電流即If要比正常的負(fù)荷電流高很多。因此,可以發(fā)現(xiàn),線路故障保護(hù)的安裝點(diǎn)處電壓與電流比值應(yīng)當(dāng)為Uc/I,當(dāng)正常狀態(tài)與故障狀態(tài)相比變化很大時(shí),只要比較單純的電流值或者電壓值就可以清楚分辨故障狀態(tài)與正常狀態(tài)。
正常狀態(tài)情況下,Ue與If的比值基本上表現(xiàn)為負(fù)荷的阻抗值,而短路的狀態(tài)下,Uc與Id的比值則反映的是保護(hù)點(diǎn)處到短路故障點(diǎn)之間的阻抗值,阻抗值的大小,反映了這條線路的長度。因此,短路狀態(tài)下的阻抗值可以間接反映出短路故障點(diǎn)到距離保護(hù)裝置安裝點(diǎn)之間的距離。由于短路故障發(fā)生時(shí),電壓會(huì)降低,電流會(huì)增大,所以距離保護(hù)裝置范圍內(nèi),阻抗繼電器測(cè)量出的阻抗U/I值就會(huì)明顯減少。如果阻抗U/I值比保護(hù)裝置整定阻抗值要小時(shí),保護(hù)動(dòng)作就會(huì)觸動(dòng)開關(guān)脫扣裝置,停止對(duì)發(fā)生故障的線路進(jìn)行供電。因此,距離保護(hù)也可以稱為阻抗保護(hù)。
如果線路上的點(diǎn)d處發(fā)生短路故障,阻抗繼電器的阻抗值測(cè)量公式為下列公式:Zd等于Ud與Id的比值。分析這個(gè)公式,可以得出,當(dāng)沒有短路故障發(fā)生時(shí),短路故障點(diǎn)越靠近距離保護(hù)裝置點(diǎn),所測(cè)量出的阻抗值就會(huì)越小,動(dòng)作時(shí)間也將越快;如果短路故障點(diǎn)與距離保護(hù)裝置處的距離較遠(yuǎn),所測(cè)量出的阻抗之相應(yīng)也會(huì)較大,動(dòng)作時(shí)間也就較長。因此,可以利用阻抗保護(hù)自身的時(shí)限特征,在相應(yīng)的距離保護(hù)范圍之內(nèi)采取保護(hù)動(dòng)作,從而避免在其它范圍內(nèi)發(fā)生失誤操作。(本文作者:賀強(qiáng)、劉國芳 單位:包頭供電局石拐分局、包頭供電局變電一處)