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专科生毕业大作业
题目:浅议超高压输电线路保护中电流互感器对差动电流保护的影响及对策
学习中心:
层次:
专业: 电气工程及其自动化
年级: 0809年秋
学号:
学生:
指导教师:
完成日期: 2010年07月16日
内容摘要
超高压输电线路在传送巨大功率的过程中扮演着重要的角色,对整个电力系统的安全稳定运行影响极大,因此对超高压输电线路的继电保护提出了更高的要求。本文将介绍电流互感器数学模型,以及在继电保护中出现饱和时的原因、特征、影响,最后还介绍了及抗饱和措施。
关键词:超高压输电;线路保护;电流互感器;差动电流
目录
内容摘要 I
引言 1
1 超高压线路保护概述 2
输电线路纵联保护 2
电流差动纵联保护 2
距离纵联保护 3
2 电流互感器概述 4
3 电流互感器模型 5
电流互感器等效模型 5
磁化曲线模拟 6
基本磁化曲线 6
磁滞回环 7
TA饱和特征及影响因素 7
TA饱和时的电流特征 8
影响TA饱和的因素 9
4 TA饱和对电流差动保护的影响及抗饱和措施 10
TA饱和对电流差动保护的影响 10
抗TA饱和措施 10
比率制动 10
直流闭锁 11
限制短路电流 11
增大保护级TA的变比 11
减小电流互感器的二次负载 11
5 结语 12
参考文献 13
引言
电力系统继电保护是电力系统的重要组成部分,它在保证电力系统安全稳定和经济运行等方面起着非常重要的作用。继电保护的主要作用的是在电力系统中电气元件发生故障时将故障元件从电力系统中尽快切除,使故障元件免于遭受更大的破坏并保证电力系统尽快恢复正常运行。随着大规模联合电力系统的建立,对系统运行安全性和可靠性的要求也在不断提高。由于现代大电网的结构和运行方式复杂多变,系统的运行方式和故障类型越来越复杂,对继电保护的要求也越来越高。随着输电线路电压等级的提高,电流互感器的问题成为继电保护重点的研究方向。
1 超高压线路保护概述
超高压线路保护有不同的原理,本文主要介绍的是电流差动纵联保护。
输电线路纵联保护
由于输电线路的特性,只能采用纵联保护原理来保护输电线路,以实现全长范围内故障的无时限切除。输电线路纵联保护,就是用某种通信通道将输电线路两端或者对应于多端系统的各端的保护装置纵向连接起来,将各端的电气量传送到对端,将各端的电气量进行比较,以判断故障在本线路范围内还是在在线路范围之外,从而决定是否切断被保护线路。理论上,这种纵联保护具有绝对的选择性。
根据纵联保护所利用通道的不同类型可以为4种,通常纵联保护也按此命名,它们是:
导引线纵联保护;
电力线载波保护;
微波纵联保护;
光纤纵联保护;
导引线保护现在己经被光纤保护取代。随着光纤通信技术的发展,光纤保护最有发展前途。
电流差动纵联保护
电流差动保护的原理是上个世纪初提出,迄今为止,已约有将近百年的历史。由于其原理简单可靠而被广泛地用作电力系统的发电机、变压器、母线和大型电动机等元件的主保护。电流差动保护原理在电力线路上的应用,最早就是传统的导引线保护。它可作为高、中压电网中的短距离线路的全线速动主保护。电流差动保护判据是一种简单、可靠和广泛适用的继电保护原理,它是电力系统的主要保护之一。长期的运行考验也证明了它的优越性。随着电力系统的发展,超高压、远距离的输电线路和复杂网络(如同杆双回线路、T型分支路、环网等)的增多,以及电力系统通信技术的进一步迅速发展,毫无疑义,电流差动保护将会在高压、超高压输电线路上,得到更为广泛的应用。
差动保护基于基尔霍夫电流定律,比较被保护设备各引出线上的电流。规定电流的正方向为流入被保护设备。当各引出线之间在电路上相联时,被保护设备可以看作是电路中的一个节点。在正常运行或者外部故障时有
(1-1)
式中ij (t)为引出线j上流入被保护设备的相电流,该式对各相都成立。在内部故障的时候,当总短路电流可以在故障点流入地或者其他支路时
(1-2)
式中if为故障点的总短路电流。令,称iop (t)为差动电流,简称差流。也可以用Iop的形式,例如图1-1的两端系统,差流
图1-1 简单两端系统
则差动保护的基本判据就是
(1-3)
在不考虑TA(电流互感器)误差时,在正常及外部故障时,差流为零,差动保护不动作;在内部故障时,差流大于零,可靠地动作。纵联差动保护有绝对的选择性,保护动作不需要延时。