高压输电线路变值保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种发电厂和变电所的高压输电线路的单侧保护装置，与电网保护点相联的电流模拟单元、电压模拟单元、零序模拟单元通过Ａ／Ｄ转换器接中央控制器输入端，电流方向单元接中央控制器输入端，并且发电机或变电所电源开关信号源接中央控制器输入端，中央控制器输出端接电流三段保护、零序三段保护执行器件。本装置灵敏度和选择性好，可避免电压信号回路断线而影响可靠性。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发电厂和变电所的高压输电线路的单侧保护装置，目前此项保护所采用的方法有两种电流保护和距离保护。电流保护装置的原理是在发电厂或变电所的高压输电线路发生外部短路故障的情况下，该装置根据在保护点测得的短路电流的大小来判断短路故障范围，即将短路电流信号分别与第I、II、III段保护的电流定值相比较，到达哪个定值就有规则地启动那段保护的继电器跳开故障线路的出线开关，从而达到正确保护输电线路和相关设备的目的。电流保护简单、经挤、可靠，但其保护定值不能随着运行方式的改变而改变，因而灵敏度和选择性差。距离保护原理是在发电厂或变电所的高压输电线路发生外部短路故障的情况下，该装置根据在保护点测得的电压与电流的比值，即短路阻抗Z的大小(Z＝V/I)来判断短路故障范围，即将短路阻抗分别与第I、II、III段保护的阻抗设定值相比较，低到哪段定值，就启动哪段保护。距离保护灵敏度高，选择性好，但结线复杂，且时常出现的电压信号回路断线将迫使该种装置闭锁，因而其可靠性比电流保护差。本技术的目的是提供一种灵敏度和选择性好，并且线路简单，避免电压信号回路断线而影响可靠性的输电线保护装置。本技术的方案是与电网保护点相联的电流模拟单元、电压模拟单元、零序模拟单元通过A/D转换器接中央控制器输入端，电流方向单元接中央控制器输入端，并且发电机或变电所电源开关信号源接中央控制器输入端，中央控制器输出端接电流三段保护、零序三段保护执行器件，该中央控制器设有存值及显示单元。上述中央控制器为输入端设有可在输电线短路时发出中断申请信号的短路中断单元的可编程控制器本技术的原理是以发电厂为例，在外部线路发生短路故障的情况下，短路点的最大短路功率与最大运行方式下发电机所输送的短路功率相平衡，即Sd·max＝Sd·1+Sd·2+…+Sd·i+…+Sd·n=Σi=1nαiSd·max]]>对于任意运行组合，则有Sd·∑i＝∑αiSd·max上两式中αi=Sd·iSd·max]]>Σi=1nαi=1]]>由短路电流计算公式可推得任意组合下的短路电流和单机短路电流分别为Id·∑i＝∑αiId·maxId·i＝αiId·max式中αi=Id·iΣi=1nId·i]]>又根据保护定值计算规则，可有保护的单机定值和组合定值分别为Iz·i＝Kj·Id·iIz·∑i＝∑Ia·i式中Kj为I、II、III段综合可靠系数。以上分析表明a、不同组合方式的机组容量就提供不同的短路电流值；b、各机组分担的短路电流比例是确定的，可换算为K倍率的单机保护定值(单机保护定值称为基值)；c、不同台数的机组运行，可由对应的基值组合为不同的保护定值，称为变值。根据以上原理，可采用以下方法实现高压输电线单侧保护1、采用发电机或变电所的电源主开关的辅助结点的开关状态作为机组是否投运的信号源，每一个开关闭合信号在控制器内提取一个与之对应的一台发电机的保护基值，所有投运的机组通过开关闭合信号提取的基值组合成相对应的变值，其中(i)单机运行时的变值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分别为单机运行时的第I、II、III段保护的电流整定值；αi、αIII·i分别为第I、II和第III段保护的短路电流分配比；IZ·I·max、IZ·II·max、IZ·III·max分别为最大运行方式下的第I、II、III段保护电流整定值；Id·I·i为单机第I段短路电流；Si为单机视在功率。对于电气主结线为扩大单元式的，存在着单机单主变或短时间单机双主变两种运行方式的可能性，其单机I段变值为I’I·i＝βII·i 式中β为修正系数；Id·I·i(双主变)，为单机双主变运行下的I段短路电流。(ii)多机组运行的变值II·∑i＝∑II·iIII∑i＝∑III·iIIII·∑i＝∑IIII·i式中II·∑i、III∑i、IIII·∑i分别为多机组运行时第I、II、III段变值。2、对于非定额定电流运行方式，在非短路状态下，适时跟踪计算对应组合的额定电流设定值与运行电流平均值之差，用此差值作为非额定电流的补偿值；在线路短路状态下，适时侧量短路电流值，此值与补偿值之和，等效于对应组合的额定电流运行方式下的短路电流值；(i)对于相间保护a、正常运行时，控制器测得dI/dt≈0，则自动计算和储存线路电流信号补偿值为IB＝In·∑i-I式中IB为电流信号补偿值；In·∑i为投运机组的额定电流的线路换算值之和；I为线路运行电流当前平均值；b、线路短路时，控制器测得di/dt≥Kd，则加算得出等效额定方式下的短路电流值I(d+B)为I(d+B)＝Id+IBI(d+B)值与相应变值比较后，保护装置动作；(ii)对于零序保护a、正常运行时，控制器测得Io≈0，则进行以下计算，得出并储存Kr值Kr=In·B·GIB·Gr]]>式中IB·G为中性点接地的变压器运行电流；In·B·G为该变压器额定电流；r为变压器运行电流与单相接地短路电流的关系系数；b、单相接地时，控制器测得dio/dt≥Kdo，则进行以下计算I’o＝Io·Kr将I’o值与零序保护设定值相比较，控制器启动零序保护动作。本技术采用电流保护的工作原理，而保护的电流定值却能够随着运行方式的改变而自动改变，且具有非额定方式电流信号的自补偿功能，因而该保护又具有距离保护那样的灵敏度和选择性。本保护装置还吸收了其它微机保护的优点，能更好地满足线路相间过电流三段式保护、零序过电流三段式保护、重合闸等方面的功能要求，还便于存值、模拟和数据记忆显示。该保护的优越性在下表可见。 表中G为功率方向，IF为电流方向附图说明图1为本技术实施例示意图。图2为中央控制器主程序图。图3为电压模拟单元电路图。图4为零序模拟单元电路图。图5为电流模拟单元电路图。图6为电流方向单元电路图。图7为短路中断单元电路图。图中电压模拟单元1、零序模拟单元2、电流模拟单元3通过A/D转换器6接可编程控制器7输入端，电流方向单元4接可编程控制器输入端，并且发电机或变电所电流开关信号源K1-K4接可编程控制器输入端，可编程控制器输出端接电流三段保护和零序三段保护执行器件，该执行器件为保护出口继电器BCJ，该可编程控制器设有存值及显示单元8。可编程控制器和短路中断单元5构成中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压输电线路变值保护装置，其特征在于与电网保护点相联的电流模拟单元、电压模拟单元、零序模拟单元通过Ａ／Ｄ转换器接中央控制器输入端，电流方向单元接中央控制器输入端，并且发电机或变电所电源开关信号源接中央控制器输入端，中央控制器输出端接电流三段保护、零序三段保护执行器件，该中央控制器设有存值及显示单元。

【技术特征摘要】
1.一种高压输电线路变值保护装置，其特征在于与电网保护点相联的电流模拟单元、电压模拟单元、零序模拟单元通过A/D转换器接中央控制器输入端，电流方向单元接中央控制器输入端，并且发电机或变电所电源开关信号源接中央控制器输入端，中央...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆德昌，萧荣清，
申请(专利权)人：武汉水利电力大学，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]