專利名稱：高壓輸電線路變值保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)電廠和變電所的高壓輸電線路的單側(cè)保護裝置，目前此項保護所采用的方法有兩種電流保護和距離保護。
電流保護裝置的原理是在發(fā)電廠或變電所的高壓輸電線路發(fā)生外部短路故障的情況下，該裝置根據(jù)在保護點測得的短路電流的大小來判斷短路故障范圍，即將短路電流信號分別與第I、II、III段保護的電流定值相比較，到達哪個定值就有規(guī)則地啟動那段保護的繼電器跳開故障線路的出線開關(guān)，從而達到正確保護輸電線路和相關(guān)設(shè)備的目的。電流保護簡單、經(jīng)擠、可靠，但其保護定值不能隨著運行方式的改變而改變，因而靈敏度和選擇性差。
距離保護原理是在發(fā)電廠或變電所的高壓輸電線路發(fā)生外部短路故障的情況下，該裝置根據(jù)在保護點測得的電壓與電流的比值，即短路阻抗Z的大小(Z＝V/I)來判斷短路故障范圍，即將短路阻抗分別與第I、II、III段保護的阻抗設(shè)定值相比較，低到哪段定值，就啟動哪段保護。距離保護靈敏度高，選擇性好，但結(jié)線復(fù)雜，且時常出現(xiàn)的電壓信號回路斷線將迫使該種裝置閉鎖，因而其可靠性比電流保護差。
本實用新型的目的是提供一種靈敏度和選擇性好，并且線路簡單，避免電壓信號回路斷線而影響可靠性的輸電線保護裝置。
本實用新型的方案是與電網(wǎng)保護點相聯(lián)的電流模擬單元、電壓模擬單元、零序模擬單元通過A/D轉(zhuǎn)換器接中央控制器輸入端，電流方向單元接中央控制器輸入端，并且發(fā)電機或變電所電源開關(guān)信號源接中央控制器輸入端，中央控制器輸出端接電流三段保護、零序三段保護執(zhí)行器件，該中央控制器設(shè)有存值及顯示單元。
上述中央控制器為輸入端設(shè)有可在輸電線短路時發(fā)出中斷申請信號的短路中斷單元的可編程控制器本實用新型的原理是以發(fā)電廠為例，在外部線路發(fā)生短路故障的情況下，短路點的最大短路功率與最大運行方式下發(fā)電機所輸送的短路功率相平衡，即Sd·max＝Sd·1+Sd·2+…+Sd·i+…+Sd·n=Σi=1nαiSd·max]]>對于任意運行組合，則有Sd·∑i＝∑αiSd·max上兩式中αi=Sd·iSd·max]]>Σi=1nαi=1]]>由短路電流計算公式可推得任意組合下的短路電流和單機短路電流分別為Id·∑i＝∑αiId·maxId·i＝αiId·max式中αi=Id·iΣi=1nId·i]]>又根據(jù)保護定值計算規(guī)則，可有保護的單機定值和組合定值分別為Iz·i＝Kj·Id·iIz·∑i＝∑Ia·i式中Kj為I、II、III段綜合可靠系數(shù)。
以上分析表明a、不同組合方式的機組容量就提供不同的短路電流值；b、各機組分擔的短路電流比例是確定的，可換算為K倍率的單機保護定值(單機保護定值稱為基值)；c、不同臺數(shù)的機組運行，可由對應(yīng)的基值組合為不同的保護定值，稱為變值。
根據(jù)以上原理，可采用以下方法實現(xiàn)高壓輸電線單側(cè)保護1、采用發(fā)電機或變電所的電源主開關(guān)的輔助結(jié)點的開關(guān)狀態(tài)作為機組是否投運的信號源，每一個開關(guān)閉合信號在控制器內(nèi)提取一個與之對應(yīng)的一臺發(fā)電機的保護基值，所有投運的機組通過開關(guān)閉合信號提取的基值組合成相對應(yīng)的變值，其中(i)單機運行時的變值II·i＝αi·IZ·I·maxIII·i＝αi·IZ·I·maxIIII·i＝αIII·i·IZ·III·maxαi=Id·I·iΣi=1nId·I·i]]>αIII·1=SiΣi=1nSi]]>
式中II·i、III·i、IIII·i分別為單機運行時的第I、II、III段保護的電流整定值；αi、αIII·i分別為第I、II和第III段保護的短路電流分配比；IZ·I·max、IZ·II·max、IZ·III·max分別為最大運行方式下的第I、II、III段保護電流整定值；Id·I·i為單機第I段短路電流；Si為單機視在功率。
對于電氣主結(jié)線為擴大單元式的，存在著單機單主變或短時間單機雙主變兩種運行方式的可能性，其單機I段變值為I’I·i＝βII·i 式中β為修正系數(shù)；Id·I·i(雙主變)，為單機雙主變運行下的I段短路電流。
(ii)多機組運行的變值II·∑i＝∑II·iIII∑i＝∑III·iIIII·∑i＝∑IIII·i式中II·∑i、III∑i、IIII·∑i分別為多機組運行時第I、II、III段變值。
2、對于非定額定電流運行方式，在非短路狀態(tài)下，適時跟蹤計算對應(yīng)組合的額定電流設(shè)定值與運行電流平均值之差，用此差值作為非額定電流的補償值；在線路短路狀態(tài)下，適時側(cè)量短路電流值，此值與補償值之和，等效于對應(yīng)組合的額定電流運行方式下的短路電流值；(i)對于相間保護a、正常運行時，控制器測得dI/dt≈0，則自動計算和儲存線路電流信號補償值為IB＝In·∑i-I式中IB為電流信號補償值；In·∑i為投運機組的額定電流的線路換算值之和；I為線路運行電流當前平均值；b、線路短路時，控制器測得di/dt≥Kd，則加算得出等效額定方式下的短路電流值I(d+B)為I(d+B)＝Id+IBI(d+B)值與相應(yīng)變值比較后，保護裝置動作；(ii)對于零序保護a、正常運行時，控制器測得Io≈0，則進行以下計算，得出并儲存Kr值Kr=In·B·GIB·Gr]]>
式中IB·G為中性點接地的變壓器運行電流；In·B·G為該變壓器額定電流；r為變壓器運行電流與單相接地短路電流的關(guān)系系數(shù)；b、單相接地時，控制器測得dio/dt≥Kdo，則進行以下計算I’o＝Io·Kr將I’o值與零序保護設(shè)定值相比較，控制器啟動零序保護動作。
本實用新型采用電流保護的工作原理，而保護的電流定值卻能夠隨著運行方式的改變而自動改變，且具有非額定方式電流信號的自補償功能，因而該保護又具有距離保護那樣的靈敏度和選擇性。本保護裝置還吸收了其它微機保護的優(yōu)點，能更好地滿足線路相間過電流三段式保護、零序過電流三段式保護、重合閘等方面的功能要求，還便于存值、模擬和數(shù)據(jù)記憶顯示。該保護的優(yōu)越性在下表可見。
表中G為功率方向，IF為電流方向

圖1為本實用新型實施例示意圖。
圖2為中央控制器主程序圖。
圖3為電壓模擬單元電路圖。
圖4為零序模擬單元電路圖。
圖5為電流模擬單元電路圖。
圖6為電流方向單元電路圖。
圖7為短路中斷單元電路圖。
圖中電壓模擬單元1、零序模擬單元2、電流模擬單元3通過A/D轉(zhuǎn)換器6接可編程控制器7輸入端，電流方向單元4接可編程控制器輸入端，并且發(fā)電機或變電所電流開關(guān)信號源K1-K4接可編程控制器輸入端，可編程控制器輸出端接電流三段保護和零序三段保護執(zhí)行器件，該執(zhí)行器件為保護出口繼電器BCJ，該可編程控制器設(shè)有存值及顯示單元8?？删幊炭刂破骱投搪分袛鄦卧?構(gòu)成中央控制器，中央控制器也可采用單片機。圖中A、B、C為輸電線的三相線，ZCH為重合閘，Kx為保護點開關(guān)信號，DX為35KV系統(tǒng)單相接地信號，KXY為開關(guān)狀態(tài)輸入異常信號，P-OFF為裝置掉電信號，短路中斷單元5的作用是為了克服可編程控制器反應(yīng)時間較長的缺點，更迅速地產(chǎn)生短路中斷信號，加快可編程控制器的反應(yīng)速度。9為輸入、輸出開關(guān)量轉(zhuǎn)換單元，10為多路穩(wěn)壓電源。
權(quán)利要求1.一種高壓輸電線路變值保護裝置，其特征在于與電網(wǎng)保護點相聯(lián)的電流模擬單元、電壓模擬單元、零序模擬單元通過A/D轉(zhuǎn)換器接中央控制器輸入端，電流方向單元接中央控制器輸入端，并且發(fā)電機或變電所電源開關(guān)信號源接中央控制器輸入端，中央控制器輸出端接電流三段保護、零序三段保護執(zhí)行器件，該中央控制器設(shè)有存值及顯示單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓輸電線路變值保護裝置，其特征在于中央控制器為輸入端設(shè)有可在輸電線短路時發(fā)出中斷申請信號的短路中斷單元的可編程控制器。
專利摘要本實用新型涉及一種發(fā)電廠和變電所的高壓輸電線路的單側(cè)保護裝置，與電網(wǎng)保護點相聯(lián)的電流模擬單元、電壓模擬單元、零序模擬單元通過A/D轉(zhuǎn)換器接中央控制器輸入端，電流方向單元接中央控制器輸入端，并且發(fā)電機或變電所電源開關(guān)信號源接中央控制器輸入端，中央控制器輸出端接電流三段保護、零序三段保護執(zhí)行器件。本裝置靈敏度和選擇性好，可避免電壓信號回路斷線而影響可靠性。
文檔編號H02H7/26GK2254601SQ9623526
公開日1997年5月21日 申請日期1996年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月9日
發(fā)明者駱德昌, 蕭榮清 申請人:駱德昌, 蕭榮清