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线路保护(秦皇岛)
继电保护专业实现对继电保护系统的运行维护,是保障电力系统安全稳定运行的主要防线之一,继电保护系统的任务是通过电流互感器、电压互感器及相应的状态量采集装置(开关量输入等),对一次系统的运行状态(正常运行、系统故障、设备异常、系统振荡等)进行正确的分析与反应,并根据实现制定的控制策略(定值、元件特性)进行相应的处理(信号、调节、跳闸等)。要了解继电保护系统运行特性,重点就要完成上述内容中各环节的分析与理解,并且正确把握运行维护方法。
今天的主要内容是线路保护的讲座,主要内容有两个部分,一是线路保护的基本工作原理,主要针对RCS-931AM、CSC-103B、RCS-901A、CSL-101B装置相关的原理进行简要的阐述,在原理讲解过程中完成设备的缺陷处理及事故分析等内容;二是系统故障分析与故障录波图的分析,丰富大家通过故障录波分析保护动作行为的能力,希望大家在课后认真自学,提高大家判断故障的能力,对录波图正确阅读的基础是大家对向量分析方法的熟悉,这是继电保护专业人员有效开展工作的重要工具。
在此之前,对必要的知识储备进行简单的回顾。
一、向量分析方法
不同电器元件电流与电压的相位关系,正是由于这一特性在电力系统的分析中的综合电流、电压向量分析才变得异常复杂。
(1)向量的超前与滞后
本讲座中,提及A向量超前B向量,指以B向量为参考,A向量逆时针旋转相应的角度;A向量滞后B向量,指以B向量为参考,A向量顺时针旋转相应的角度;
(2)电阻性元件
电阻元件的电流与其两端电压同相位,从波形上来讲电流与电压具有相同的变化方向,仅在幅值上有所差异。在向量图中分析,电流向量与电压向量方向相同,仅有幅值的差异。
(3)电感性元件
电感元件的电流滞后其两端电压90°,从波形上来讲以电压从负到正的过零点为参考向后看,电流从负到正的过零点滞后电压90°(π/2)。在向量图中分析,以电压向量为参考,电流向量顺时针旋转90°。
(4)电容性元件
电容元件的电流超前其两端电压90°,从波形上来讲以电压从负到正的过零点为参考向后看,电流从负到正的过零点滞后电压270°(3π/2)。在向量图中分析,以电压向量为参考,电流向量逆时针旋转90°(顺时针旋转270°)。
(5)电阻电感性元件
以电压为参考向量,电流滞后电压的角度在0°--90°之间;夹角大小取决于电阻分量与电感分量的比值;
(6)电阻电容性元件
以电压为参考向量,电流超前电压的角度在0—90°之间;夹角大小取决与电阻分量与电容分量的比值;
(7)电容与电感串联
根据容性分量与感性分量的大小不同,综合电抗呈现容性或感性;在这种配
合中,系统中最为典型的应用是串联谐振和并联谐振(串联谐振的特征、并联谐振的特征)比如专用闭锁式通道中的阻波器是并联谐振的应用、耦合电容器与结合滤波器是串联谐振的典型应用,另外在抗干扰技术中谐振的应用也非常广泛,用于短路或阻断需要消除的信号。另外需要指出的是,在系统中谐振的发生也是有很大危害的,如小接地电流系统中有消弧线圈接地补偿电容电流时,发生全补偿就是并联谐振,会产生很高的谐振过电压;还有铁磁谐振过电压易造成电压互感器的爆炸。
二、故障分析
继电保护的任务就是反应系统的不正常工作状态并进行相应的处理,所以在分析继电保护动作状况时必须要正确分析系统中故障发生时产生的电气特性。所以在了解向量的基础上需要进行故障分析的简单回顾。
(1)学习典型故障分析的目的:
继电保护按采集量划分,大致分为两类:一类是电量保护,如电流保护、电压保护、距离保护、纵联保护等;另一类是非电量保护,如非全相保护、变压器瓦斯保护等。对于电量保护直接反映一次电气量的变化,并最终作用于一次设备,以实现对电力系统一次设备的控制与保护。所以说必须掌握典型故障的分析方法以及各种故障情况下电气量的变化规律;这对我们今后工作中分析故障、分析继电保护动作行为(是正确动作、拒动还是误动)都是非常重要的。
(2)电力系统典型故障的类型:
1)单相接地短路故障用K(1)表示
2)两相短路故障用K(2)表示
3)三相短路故障用K(3)表示
4)两相接地短路故障用K()表示
5)单相断线故障(两相运行) 用F()表示
6)两相断线故障(单相运行) 用F(1)表示其中短路故障称之为横向故障,断线故障称之为纵向故障。
(3)电力系统典型故障分析的一般方法:
1)选取特殊相进行分析。也就是说选取三相中与其他两相特征不一样的相别进行分析。例如:A相接地短路故障,A相有故障电流,B、C两相没有,则A相为特殊相,所以用A相进行分析;AB两相短路故障及AB两相接地短路故障,A、B两相有