《LFP-901A型超高压线路成套快速保护装置》.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。 2.3 CPU1 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