LFP901A超高压输电线路成套保护装置.pdf

LFP-901A型超高压线路成套快速保护装置1装置的应用本装置为由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置。本装置包括以工频变化量方向元件和零序方向元件为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，有三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流作为后备的全套后备保护。保护有分相出口，用作220KV及以上的输电线路的主保护及后备保护。装置设有重合闸出口。根据需要,实现单相重合,三相重合和综合重合闸方式。2装置的性能特征2.1本装置有三个独立的单片机ａ）CPU1为装置的主保护，由工频变化量方向继电器和零序方向继电器经通道配合构成全线路快速跳闸保护，由Ⅰ段工频变化量距离继电器构成快速独立跳闸段；由二个延时零序方向过流段构成接地后备保护。ｂ）CPU2为三阶段式相间和接地距离保护,以及重合闸逻辑。ｃ）CPU3为起动和管理机，内设整机总起动元件，该起动元件与方向和距离保护在电子电路上（包括数据采集系统）完全独立，动作后开放保护出口电源。另外，CPU3还作为人机对话的通讯接口。保护跳闸,整组复归后,CPU3接收CPU2来的电压电流信号,进行测距计算。2.2由工频变化量方向继电器和零序方向继电器构成的主保护全线路跳闸时间小于25ms。由工频变化量距离继电器实现了近处故障跳闸时间小于10ms，线路中间故障小于15ms。由三段式相间和接地距离保护和二延时段零序保护构成了完整的阶段式后备功能。2.3CPU1和CPU2分别作为主保护及后备保护，功能独立，又互相补充ａ)CPU1强调快速性，采样率为每周波20点，主要继电器采用积分算法，速度快且安全性高。CPU2作为后备保护强调准确性，采样率为每周12点，主要继电器采用付氏算法，计算精度得以提高。ｂ）CPU1、CPU2功能上互相补充，CPU1先选择故障相然后对故障相进行测量；CPU2则先对各相进行测量，判为区内故障时再由选相程序选择跳闸相别，因此，在任何复杂的故障形式下，均不可能因选相的错误而导致测量错误。ｃ）CPU1中工频变化量方向元件有非常高的灵敏度，可测量很大的故障过渡电阻；CPU2则强调后备功能的齐全，在各种复杂故障形式下不失去保护。ｄ）CPU1内保护以反应故障分量的继电器为主体，而CPU2内的主要继电器则全部工作在全电流全电压方式。2.4装置除设置了独立的总起动元件外，方向保护和距离保护内均设有本保护的起动元件，构成独立完整的保护功能。起动元件的主体以反应工频变化量的过流继电器实现，同时又配以反应全电流的零序过流继电器，互相补充。2.5装置中反应工频变化量的起动元件和CPU1中的选相元件及方向元件均采用浮动门坎，正常运行及系统振荡时变化量输出回路的不平衡输出均自动构成自适应式的门坎；浮动门坎电压始终略高于不平衡电压，在一般运行情况下由于不平衡分量很小而装置有很高的灵敏度。当系统振荡时，自动降低灵敏度，不需要设置专门的振荡闭锁回路。因此，装置有很高的安全性，起动元件有很高的灵敏度而又不会频繁起动，测量元件则不会误测量。2.6距离保护性能ａ）三阶段式相间和接地距离保护中的不对称短路动作特性和对称短路暂态特性如图1.1a，图1.1b为三相短路稳态特性，为了确保Ⅲ段距离元件的后备作用，Ⅲ段距离元件三相短路特性包含原点。a.正向不对称故障暂、稳态特性b.对称故障稳态特性正向对称故障暂态特性图1.1阻抗继电器基本特性b)继电器由正序电压极化，因而有较大的测量故障过渡电阻的能力。当用于短线路时，为了进一步扩大测量过渡电阻的能力，还可将Ⅰ、Ⅱ段阻抗特性向第Ⅰ象限偏移。c)接地距离继电器设有零序电抗特性，可防止接地故障时继电器超越。d)正序极化电压较高时，由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性；当正序电压下降至15％以下时，进入三相低压程序，由正序电压记忆量极化，并且在继电器动作前设置正的门坎，母线三相故障时继电器不可能失去方向性；继电器动作后则改为反门坎，保证正方向三相故障继电器动作后一直保持到故障切除。同时，进低压程序时，Ⅲ段继电器采用反门坎，因而三相短路Ⅲ段稳态特性包含原点，不存在电压死区。2.7振荡闭锁分为四部分ａ）在起动元件第一次动作初始开放160ms，以保证正常运行下突然发生故障时能快速开放。ｂ）不对称故障时由不对称开放元件L02Q开放，保证了在任何不对称故障时的快速开放。ｃ）测量V1ｃｏｓφ的幅值，该电压在系统振荡时反应振荡中心电压，在三相短路时反应弧光压降，在三相短路第一部分振闭不能开放的前提下，由本元件经短延时开放。ｄ）非全相运行再故障时，可由反应零、负序电流相位的元件开放健全相单相接地，由反应健全二相电流差的工频变化量的过流继电器开放健全相相间故障。以上四个部分结合，保证了距离保护在各种故障情况下的快速开放。2.8自动重合闸部分自动重合闸用于单或双母线方式,可选用单相重合,三