无时限电流电压联锁速断保护原理及应用

6.6.1.1 原理框图

无时限电流电压联锁速断保护,就是无时限电流速断保护和无时限电压速断保护相互闭锁的一种保护装置。电流电压联锁速断保护的原理框图如图6-23所示,图中1表示低电压测量元件,2表示电流测量元件,3表示与门电路,4表示信号元件。故障时,只有当短路电流大于保护的动作电流时电流测量元件1有输出,同时保护安装处母线上的残余电压又低于保护的动作电压整定值时低电压测量元件2有输出,经与门电路3保护才动作于跳闸。

图6-23　无时限电流电压联锁速断保护原理框图

6.6.1.2 整定计算

图6-24所示为无时限电流电压联锁速断保护的整定计算示意图。图中线路1WL上装设了无时限电流电压联锁速断保护,由于该保护采用了电流元件、电压元件相互闭锁,在外部故障时,只要有一个测量元件不动作,保护就能满足选择性。通常的整定方法是按系统在经常性出现的运行方式(简称正常运行方式)下有较大的保护范围来进行整定计算。

图6-24　无时限电流电压联锁速断保护整定计算示意图

设被保护线路的长度为l,正常运行方式下的保护范围为l1,为了保证选择性,要求l1＜l,写成等式

式中 Krel——可靠系数,取1.2～1.3。

对应于保护范围l1,保护装置的动作电流为(www.xing528.com)

式中 Es——系统的等值计算相电势;

Xs——正常运行方式下,系统等值电抗;

X1——线路单位公里长度的正序电抗。

对应于保护范围l1,保护装置的动作电压(通常考虑线电压)为

从式(6-20)可看出,就是在正常运行方式下,保护范围l1末端三相短路时,保护安装处母线1WB上的残余电压。因此,在正常运行方式下,电流元件、电压元件的保护范围是相等的,其保护范围约为被保护线路全长的80%。

在图6-24中,曲线1、2、3分别表示在最大、正常、最小运行方式下的短路电流Ik随短路距离l变化的关系曲线,曲线4、5、6分别表示在最大、正常、最小运行方式下保护安装处A母线上的残余电压Ursd随短路距离l变化的关系曲线,直线7和8分别表示动作电流和动作电压。从图中可以看出,对于无时限电流电压联锁速断保护,在最大运行方式下,电流元件的保护范围会延伸到相邻线路的一部分,而电压元件的保护范围不会超出本线路,此时电压元件起闭锁作用,保证了选择性。在最小运行方式下,电压元件的保护范围也会延伸到相邻线路的一部分,但电流元件的保护范围也不会超出本线路,此时电流元件起闭锁作用,也保证了选择性。

根据规程规定,在各种可能的运行方式下,无时限电流电压联锁速断保护的最小保护范围要不小于被保护线路全长的15%。

由于无时限电流电压联锁速断保护接线比较复杂,所以只有当无时限电流速断保护不能满足灵敏系数要求时,才考虑采用。

同理,也可以组成带时限电流电压联锁速断保护。由于实际很少采用,故不讨论。