同一条线路,不同原理看不同的量
四个独立模型
①双端线路纵联电流差动;②单电源放射式两级定时限过流;③本端距离Ⅰ、Ⅱ段阻抗范围;④双端正方向允许式纵联逻辑。
实际线路配置还可能包括零序或接地保护、方向元件、自动重合闸、失灵启动等,按电压等级、接地方式及工程方案确定。
线路纵联电流差动:比较两端电流
以线路差动保护装置所呈现的 M/N 侧差电流、通道延时和通道状态为观察对象。
参考方向与判据
规定M、N两侧电流正方向均指向被保护线路,使用带符号电流进行一维计算:
Irest = (|IM| + |IN|) / 2
动作量条件:Idiff ≥ max(0.50, 0.50 × Irest)
正常或区外故障时,理想穿越电流近似为IM=−IN,差流很小;区内故障时,两端电流可共同流向故障点,差流显著。
选择典型工况,先预测再观察
装置观察与证据链
| 观察对象 | 能说明什么 | 不能单独证明什么 |
|---|---|---|
| M侧、N侧电流 | 参考方向下的电流大小与符号 | 不能脱离变比、极性和通道对应直接判定故障地点 |
| 两侧差电流 | 本模型动作量是否达到门槛 | 不能代替软压板、质量、同步和出口证据 |
| 通道延时与状态 | 对端数据是否可用 | 通道中断不等于所有后备保护失效 |
| 出口与断路器分位 | 区分保护命令和执行结果 | 出口时刻不等于故障切除时刻 |
定时限过电流:下级先切,上级后备
下级B延时200 ms;上级A延时600 ms
收到跳闸命令后,断路器 60 ms 完成分闸
BC区段故障时,A、B都可能启动。若B在200 ms动作、260 ms切除故障,A的电流条件消失,不应继续到600 ms再跳闸。若B已发出口但断路器未切除,A可在600 ms动作提供后备。
AB区段故障时,仅A流过故障电流,B不启动。配合关系必须结合接线与电流路径,不能机械套用“每次都是B先跳”。
距离保护:用测量阻抗识别范围
Ⅰ段:正方向 Z ≤ 8 Ω,40 ms
Ⅱ段:正方向 Z ≤ 12 Ω,400 ms
以 Z = U/I 计算测量阻抗;线路等值阻抗 10 Ω,用 Z/10 表示故障位置。
设置阻抗和测试电流后自动给出U=ZI;方向单独作为已判定输入。Ⅰ段先动作切除后,Ⅱ段不再后续跳闸。Ⅱ段越过本线路末端,必须与相邻线路保护配合。
范围与时间为什么要配合?
Ⅰ段通常采用欠范围以降低越级风险;Ⅱ段可覆盖线路末端并延时配合。接地故障还涉及残流补偿,实际特性可能为圆或四边形。
允许式纵联:本端条件与对端信息同时成立
B端加速出口 = B正向启动 ∧ 收到A允许 ∧ B输入有效
两端正方向都指向被保护线路AB。区内故障时,两端均正向启动;故障在B端以外时,A看正向、B看反向,B不发送允许,A不能只凭自己的正向启动加速跳闸。
通道传递20 ms,逻辑出口再需10 ms,开关分闸60 ms。通道丢失使加速条件失去,不能据此推断距离后备、过流后备等其他保护全部失效。
设置故障与测试量,逐事件观察
选择模型并设置条件。
测试判断
必做:差动正常、区外、区内、通道中断、延时、品质无效和同步异常;过流BC正常切除、B未切除、AB故障;距离6 Ω和10 Ω;允许式纵联区内正常、B端外部、通道丢失。比较启动、出口与切除时刻。
完成全部事件后,填写依据并保存。
线路保护测试表与故障分析
综合分析
①差动区内故障量满足时,通道中断为何不能按有效零电流处理?②通道延时与通道中断有什么不同?③A已启动为何可能不跳?④B端外部故障时,B收到A允许后为什么仍不能加速跳闸?⑤通道丢失与所有线路保护失效是否相同?
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