小电流接地系统继电保护分析与改进4页

1、最新【精品】范文 参考文献 专业论文小电流接地系统继电保护分析与改进小电流接地系统继电保护分析与改进 摘要：分析了小电流接地系统供电可靠性的优势及不足，探讨了利用继电保护装置进一步提高其供电可靠性的方法，并给出了继电保护的改进逻辑电路及实用电路。 关键词：小电流接地系统；供电可靠性；电流保护的接线方式；切除机会；保护的可靠性中图分类号：TV 文献标识码：A 电力系统按中性点运行方式的不同，可分为大接地电流系统（或中性点直接接地系统）及小接地电流系统（或中性点非直接接地系统），前者多用于110KV 及以上电力系统，后者则用于66KV及以下系统。 从供电可靠性的角度出发，小接地电流系统具有明显优势

2、，因为在小接地电流中发生单相接地时，并未形成短路，流过接地点的电流是数值不大的电容电流或经消弧线圈补偿后的残流。由于大多数单相接地故障能迅速消除，即使没能自行消除，也不需要立即断开线路（一般允许继续运行2小时），因此运行人员可以有充裕的时间处理故障，保证供电尽可能性不间断。 大接地电流系统发生单相接地即形成对地短路，必须立即断开电路，从而造成供电中断，虽然可利用自动重合闸来缩短停电时间，提高供电可靠性，但是遇到永久性故障时就会较长时间停电。 除了上述接地电流的大小会影响系统的供电可靠性外，系统的继电保护也是重要因素之一。 在小接地电流系统中，广泛采用阶段式电流保护作为输电线路的主要保护，保护对

3、系统供电可靠性的影响除了保护自身的可靠性、选择性等因素外，还与电流保护的接线方式有很大的关系。所谓电流保护的接线方式是指电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。相间短路的电流保护广泛采用的是三相星形接线和两相星形接线这两种方式。 如图1为三相星形接线，三个电流继电器分别接于三相互感器的二次侧，且均接为星形，继电器的触点为并联方式，这种接线方式可以反应各种相间短路及中性点直接接地电网的单相接地短路。 如图2为两相（不完全）星形接线，和图1相比省掉了B相的互感器与继电器适合反应各种相间短路故障，且对小接地电流系统特别适用。因为在同一电网不同引出线不同相之间发生两点接地短路时，采用两相星形接线

4、的保护有2/3的机会只切除一条线路，从而提高了供电的可靠性。表1说明了在图3中不同线路发生两点接地时两相式保护动作情况的分析。 表1图3中两相式保护动作情况的分析 线路I故障类别 A A B B C C 线路II故障类别 B C A C A B 保护1动作情况 + + - - + + 保护2动作情况 - + + + + - t1=t2时，停电线路数 1 2 1 1 2 1 注：“+”表示动作，“-”表示不动作 由前述分析可见，保护仍然会有1/3的机会同时切除两条故障线路，如果能够利用继电保护装置的功能只切除一条较次要的故障线路，无疑能显著提高系统的供电可靠性。 假设某一小接地电流系统有6条引出

5、线路（实际可能更多，但保护改进思路及方案相同），编号为，且6条引出线路对供电可靠性的要求按序号增大而降低。虽然实际的线路可能对供电可靠性要求相当或不明确，但本文所述方案只可能提高要求较高的线路的可靠性，并不会降低要求不高的线路的可靠性，因此不会对电网供电可靠性产生负面影响。 系统故障时对保护的要求，可归纳如下： 若是任一单条线路发生相间短路，其保护应可靠动作。 若是两条线路不同相接地构成相间短路，保护应仅切除较大序号（对供电可靠性要求较低）的线路，序号较小的线路保护不动作。如图4及表2所示。 表2有两条线路故障时的情况： 故障线路 切除条件 供电可靠性要求增高 只要故障一定切除 切除机会减小

6、无故障但故障，切除 无故障但故障，切除 无故障但故障，切除 无故障但故障，切除 两线路故障时，总不会切除 按照上述保护思路分析，可得出保护改进时需增加的逻辑电路，可以在电流保护出口继电器之前插入此电路模块。如图5所示。 下面介绍保护的实现方案。 对于模拟式的电流保护，需要增加一些中间继电器（其数量为出线数减1），并适当改变保护接线。不难发现，当电网引出线路较多时，模拟保护的改进接线显得比较复杂，会导致其可靠性的降低。为了达到改进保护提高供电可靠性的目的，使保护能可靠动作，在整定各条线路三段保护的动作时间时，最好应按线路对供电可靠性要求的高低，让整定时间符合如下关系： t1>t2>t

7、3>t4>t5>t6 需要指出，即使时间整定不能符合上述关系，出现的最坏结果也只是两条故障线路均跳开，不至于使保护动作的可靠性比改进前相差甚远。笔者认为，对模拟保护而言，出线少于5条时保护改进的实用性更大，故如图6所示只给出了针对4回出线的模拟保护的改进电路图。图中KCO14为保护出口继电器，KM13为增加的中间继电器。 对于微机保护，用程序实现比较容易，无须增加元件改变接线，使保护保持有很高的可靠性。出于篇幅所限，本文不给出其程序流程图。 综上所述，通过对小接地电流系统的继电保护进行改进，可以在不同出线、不同相接地短路时只跳开一条线路，从而显著提高电网的可靠性，且实现方案不复杂，成本不高，对传统保护特别是微机保护具有较高的实用价值。 参考文献： 1电力系统保护与控制张艳霞、姜惠兰清华大学出版社，2005年9月第1版； 2发电厂及