关于低压输电线路的接地与距离保护的探讨

一、低压输电线路的接地与距离保护的含义与特征
　　(一)低压输电线路的接地与距离保护的含义
　　低压输电线路的接地与距离保护就是指当接地短路时,可以保护从安装处到故障点的等效距离与方向测量阻抗的措施,同时如果测量阻抗比预定整定阻抗值小,其来可以起到跳闸继电防御作用。而距离保护,又成为阻抗保护,主要是指对安装处到故障点阻抗的保护,并以该阻抗的大小为根据,来确定保护安装处到故障点之间的距离,再按照该距离的大小来确定保护的动作、时间与级别的保护装置。若保护装置所感受到的故障点距离较,其保护动作、时间与级别就快些,否则,保护动作、时间与级别就长些。也就是说短路的距离越近,其保护动作的时间就越短,从而有利于故障线路的切除。所以,利用距离保护装置,不管在什么形态的电网中,都可以做到有选择性地切除故障线路。
　　(二)低压输电线路的接地与距离保护的特征
　　1、输电线路的接地与距离保护之优点。距离保护往往实行阶梯型时限特性,并分为三段,它的动作时间表是t1,t2与t3。对于第一段,距离保护为瞬时动作,t1表示的是继电器自身所有的动作时间,未发生延时,通常保护全长近距离的前端线路。第二段距离保护的目的主要对中后端线路的短路故障加以保护。该阶段的保护与电流束断方法相类似,它的保护范围同第一段和第三段之间的距离保护相互配合,而动作时间t2要高处t1一个时间间隔,一般是0.5S。对于末端保护,往不装设备距离元件,以确保动作的选择性。对于第三段的距离保护,其动作时间与第二段相比应大出一个时限阶段,这样一来,即使线路的相应阶段发生故障,保护元件也只执行相应阶段保护动作,保证了其它阶段保护元件不需动作。总之,低压输电线路的接地与距离保护利于促进瞬动段关于金属性接地故障保护范围的稳定。另外,在电网结构特定的条件下,不仅可以达到此线路灵敏度的要求,也能够同时满足和相邻线路之间的配合。
　　2、输电线路的接地与距离保护之缺点。这种方法的缺点就在于相邻线路之间整定配合的计算十分复杂。另外,输电线路的接地与距离保护法需要与中性点不接地的电网保护相配合,并存在着振荡淡动之可能,又在很大程度上受到接地过渡电阻的影响。
　　二、低压输电线路的接地与距离保护的原理
　　当低压输电线路工作正常时,该保护装置在安置处的电压是系统额定电压,记为Ue,而线路中电流是负荷电流,记为If。但出现短路故障时,母线的电压是残余电压,记为Uc,该电压与正常工作的电压相比要降低许多,而线路的电流是短路电流,也可用If表示,该电流与正常负荷电流相比要大许多。因此,故障线路在保护安装处的电压与电流之比是Uc/I,该值于正常状态、故障状态下会出现较大的变化,与单纯的电流值、电压值相比,能够更清楚地区别故障状态和正常状态。
　　假设在线路的d点出现短路,那么阻抗继电器测量的阻抗值就是:Zd=Ud/Id
　　由此可见,当短路未发生时,短路点和距离保护点就越近,其测量阻抗值就越小,其动作时间就越快,反之亦然。按照阻抗保护时限特性,就可能于相应保护范围内发生动作,并不会误在别的保护区内动作。
　　三、低压输电线路的接地与距离保护的重要意义
　　接地与距离保护主要是由短路点至保护安装处的阻抗所决定的,并不受电压电流绝对值的影响。这是因为,当电流大时,母线的残余电压较高,而电流小时,其残余电压较低,二者之间的比例是不变的。比较电流电压的保护,距离保护的三段保护基本上与三段电流保护作用相同。若在第一段保护的范围内发生短路,阻抗继电器会表现出瞬间动作,并不带延时,只是继电器自身的动作时间,和电流的速断保护原则基本一致,但是前者主要是根据距离来配合的,与运行方式无关,保护的范围较长,并固定不变。而后者主要是电流配合,同时其运行方式还会影响到速断保护区,使其范围较小,变化范围较大。若在距离较远的第二段保护中发生短路,那么阻抗继电器会让第二段延时继电器发生动作,在继电器延时之后,会使机构跳闸。若短路发生在线路末端的第三段保护区,时间继电器就会不受距离元件的控制,其工作情况与方向同过电流保护原理相同。
　　综上所述,在电力系统高速发展的今天,输电线路的复杂性日益增加,而低压输电线的接地与距离保护就成为一项重要的措施,其不仅能够对线路实行实时保护,也促进了电力系统的发展。
　　
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