[發(fā)明專利]采用上下級閉鎖的面保護方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410249413.3
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN103997024A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董張卓;和曉婷
• 申請（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/05
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 楊曄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及供電網(wǎng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及采用上下級閉鎖的面保護方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國大中型企業(yè)占地面積相對較小、供電負(fù)荷密度大，供電系統(tǒng)多采用主變電站和擴展一定數(shù)量級聯(lián)開閉所方式供電。企業(yè)內(nèi)供電負(fù)荷密度較大，供電距離較短，導(dǎo)致企業(yè)配電系統(tǒng)在接入電網(wǎng)的大運行和小運行方式下，線路首端以及末端短路電流相差較大，傳統(tǒng)的三段式電流保護出現(xiàn)整定配合困難、速斷沒有保護范圍、保護失去選擇性等問題。一旦企業(yè)電網(wǎng)內(nèi)部發(fā)生故障，極易造成保護越級跳閘，難以保證供電的可靠性，嚴(yán)重影響企業(yè)安全生產(chǎn)。因此，迫切需要一種新型的保護方式，解決企業(yè)電網(wǎng)的超短線路保護越級跳閘問題。

圖1為一個典型的企業(yè)供電網(wǎng)內(nèi)用三段式電流保護作為保護的局部供電網(wǎng)簡化一次接線圖。圖1中，涉及1座變電站，2座開閉所以及一個電機負(fù)載。變電站和開閉所為級聯(lián)形式。線路L1為由變電站到1號開閉所的線路，長度為1000m；線路L2為1號開閉所到2號開閉所的線路，長度為800m；2號開閉所到電機負(fù)載線路長度為100m。圖2為圖1的局部供電系統(tǒng)線路各處，在接入系統(tǒng)最大運行方式和最小運行方式時，線路各處對應(yīng)的三相和兩相短路電流特性曲線。

表1為圖1所示系統(tǒng)中，各線路末端大小運行方式對應(yīng)的短路電流。L1、L2、L3線路大運行方式的末端電流和小運行方式的首端電流之比分別為1.098:1、1.089:1和1.207:1。三段線路最大的大運行方式最大短路電流和小運行方式最大短路電流之比僅為1.207:1，因此，進行速斷整定時，按大運行方式末端電流整定時，小運行方式時線路失去保護范圍。

表1

下面對圖1所示系統(tǒng)的保護配置和保護動作情況進行說明。假設(shè)圖1中的開關(guān)處均配置有三段式電流保護，保護分別為1BH-5BH，其中1BH-3BH為三段式電流線路保護，4BH、5BH分別為1號、2號開閉所進線開關(guān)保護。4BH和5BH保護范圍為母線。不失一般性，下面僅就1BH、2BH、3BH中的三段式電流保護整定和保護動作情況，來說明保護配合存在的問題。

(1)速斷保護

如果按照常規(guī)的三段式電流保護進行整定。

速斷整定值：

I_dz＝K_kI_dmax???式(1)

式中，I_dz為速斷整定值，K_k為可靠性系數(shù)取值為1.2-1.3，I_dmax為線路末端最大運行方式三相短路電流。

取K_k為1.2，1BH、2BH、3BH速斷整定值分別取為，9556.9A(＝1.2×7964.1)、8552.5A(＝1.2×7127.1)、8535.9A(＝1.2×7113.3)，這三個整定值均大于本段線路最小運行方式時，本段線路任何一處兩相短路的最大短路電流值，在最小運行方式下，三段線路均沒有保護范圍。因此，各段線路整定值在小運行方式下，速斷保護無保護范圍，必須退出。

(2)延時速斷

速斷保護和延時速斷作為主保護保護線路全段，因速斷保護的退出運行，延時速斷為保護線路全長。為保證延時速斷保護線路全長，需要按照最小運行方式的最小短路電流除以可靠動作系數(shù)設(shè)置。

按延時速斷整定原則，整定電流值為

I′_dz＝I_dmin/K???式(2)

式中，I′_dz為延時速斷整定值，K為可靠動作系數(shù)取1.05，I_dmin為線路末端最小運行方式兩相短路電流。

以上1BH、2BH、3BH整定值分別為6230.2A(＝6542.0/1.05)A、5611.2A(＝5892.2/1.05)、5601.5A(＝5881.6/1.05)，這樣給定的整定值，在接入系統(tǒng)大運行方式下，L2、L3在任何一處發(fā)生故障，1BH一定會同時啟動，引起越級跳閘。因末端和首端大小運行方式電流相差大，第二段延時速斷保護也無法配合。

(3)過流保護

過流保護依靠時限的配合保證保護動作的選擇性，配合時段多，最上一級的動作時限超過允許的時限，因而也無法保證動作的選擇性。如圖1中所示系統(tǒng)路，需要5級時差配合才能滿足過流保護的時差配合要求。時差取0.3s，變電站的出口延時速斷動作時限應(yīng)整定為1.5s。根據(jù)供電系統(tǒng)的保護整定要求，故障切除時限一般不超過0.6s，因此靠時限配合無法實現(xiàn)保護配合。