3.2 Distance Protection (21L)/Bảo vệ khoảng cách
3.2.3 Mho Distance Protection/Bảo vệ khoảng cách Mho
For forward direction or reverse direction close up fault, the voltage of faulty phase is almost 0, and the measured impedance of faulty phase is located in the origin of R-X plane. Positive- sequence voltage is used as polarized voltage to distinguish between forward direction fault and reverse direction fault.
Đối với lỗi đóng theo hướng thuận hoặc ngược hướng, điện áp của pha bị lỗi gần như bằng 0 và trở kháng đo được của pha bị lỗi nằm ở gốc của mặt phẳng R-X. Điện áp thứ tự dương được sử dụng làm điện áp phân cực để phân biệt giữa lỗi hướng thuận và lỗi hướng ngược lại.
Phase comparison equation of forward direction distance element and reverse direction distance element is:
Phương trình so sánh pha của phần tử khoảng cách theo chiều thuận và phần tử khoảng cách theo chiều ngược lại là:
Where/Trong đó:
is the polarized positive-sequence voltage, i.e.,/điện áp thứ tự dương phân cực, tức là
is the operating voltage/Điện áp vận hành.
For forward direction characteristics/ Đối với các đặc tính hướng thuận:
1) For phase-to-ground distance element/Đối với phần tử khoảng cách pha-đất:
is phase voltage/Là điện áp pha
is phase current compensated by zero-sequence current/là dòng điện pha được bù bởi dòng điện thứ tự không.
Taking phase-A as an example/ Lấy phase-A làm ví dụ:
2) For phase-to-phase distance element/Đối với phần tử khoảng cách pha-pha::
is phase-to-phase voltage/là điện áp pha-pha is phase-to-phase current/Là dòng điện pha-pha
Taking phase-AB as an example/Lấy phase-AB làm ví dụ:
For reverse direction characteristics/ Đối với các đặc tính hướng ngược lại:
1) For phase-to-ground distance element/ Đối với phần tử khoảng cách pha-đất:
is phase voltage/là điện áp pha
is phase current compensated by zero-sequence current /Là dòng điện pha được bù bởi dòng điện thứ tự không
3 Protection Functions
Taking phase-A as an example/Lấy pha A làm ví dụ:
2) For phase-to-phase distance element/ Đối với phần tử khoảng cách pha-pha:
is phase-to-phase voltage/Là điện áp pha-pha
is phase-to-phase current/Là dòng điện pha-pha
Taking phase-AB as an example/Lấy pha AB làm ví dụ:
For non-direction characteristics/ Đối với các đặc tính không định hướng 1) For phase-to-ground distance element/ Đối với phần tử khoảng cách pha-đất:
is phase voltage/là điện áp pha
is phase current compensated by zero-sequence current/là dòng điện pha được bù bởi dòng điện thứ tự không
Taking phase-A as an example/Lấy pha A làm ví dụ:
2) For phase-to-phase distance element/Đối với phần tử khoảng cách pha-pha:
is phase-to-phase voltage/là điện áp pha-pha is phase-to-phase current/là dòng điện pha-pha Taking phase-AB as an example/Lấy pha AB làm ví dụ:
Non direction distance element adopts offset characteristics and does not use positive-sequence voltage as polarized voltage, and operation voltage is as same as that of forward direction distance element.
Phần tử khoảng cách không hướng sử dụng các đặc tính bù và không sử dụng điện áp thứ tự dương làm điện áp phân cực và điện áp hoạt động giống như của phần tử khoảng cách hướng thuận.
Figure 3.11-6 Mho forward direction distance element Hình 3.11-6 Yếu tố khoảng cách hướng thuận Mho
3 Protection Functions
PCS-902S Line Distance Relay 3-87
Figure 3.11-7 Mho reverse direction distance element Hình 3.11-7 Phần tử khoảng cách hướng ngược Mho
Figure 3.11-8 Mho non direction distance element Hình 3.11-8 Phần tử khoảng cách không hướng Mho
Where/Trong đó:
Z_Set is the impedance setting.
Z_Offset is the offset impedance setting.
θ is downward offset angle of the reactance line, which is used to prevent distance protection from overreaching.
φ is line positive-sequence characteristic angle, which is shared by phase-to-ground distance element and phase-to-phase distance element.
Z_Set là cài đặt trở kháng.
Z_Offset là cài đặt trở kháng bù.
3 Protection Functions
θ là góc lệch hướng xuống của đường điện kháng, được sử dụng để ngăn bảo vệ khoảng cách khỏi việc chạy quá mức.
φ là góc đặc tính thứ tự dương của đường thẳng, được chia sẻ bởi phần tử khoảng cách pha-đất và phần tử khoảng cách pha-pha.
In order to improve the performance of mho distance protection against high resistance fault, phase shift θ2 is applied to polarized voltage in phase-to-ground distance element and phase-to- phase distance element. Their impedance shift characteristics towards quadrant 1 is shown in Figure 3.11-9.
Để cải thiện hiệu suất bảo vệ khoảng cách mho chống lại sự cố điện trở cao, dịch pha θ2 được áp dụng cho điện áp phân cực trong phần tử khoảng cách pha-đất và phần tử khoảng cách pha- pha. Đặc điểm dịch chuyển trở kháng của chúng đối với góc phần tư 1 được thể hiện trong Hình 3.11-9.
Figure 3.11-9 Shift mho impedance characteristics Hình 3.11-9 Đặc tính trở kháng của Shift mho
3 Protection Functions
PCS-902S Line Distance Relay 3-63
For the fault in forward direction, the operating characteristics of phase-to-ground distance element is shown in Figure 3.11-10. Operating characteristics on R-X plane is a circle with line connecting ends of Z_Set and -2ZS/3 as the diameter. The origin is enclosed in the circle.
Đối với lỗi theo theo hướng tiến, đặc tính hoạt động của phần tử khoảng cách pha-đất được thể hiện trong Hình 3.11-10. Đặc điểm hoạt động trên mặt phẳng R-X là một đường tròn có đường nối các đầu là Z_Set và -2ZS / 3 là đường kính. Điểm gốc được bao trong vòng tròn.
Figure 3.11-10 Phase-to-ground operating characteristics for forward fault Hình 3.11-10 Các đặc tính hoạt động pha-đất đối với lỗi hướng tiến.
Where:
Trong đó:
Z_Set is the impedance setting.
Z_Set là cài đặt trở kháng.
ZS is total impedance between local system and protective device location ZS là tổng trở giữa hệ thống cục bộ và vị trí thiết bị bảo vệ
φ is positive-sequence sensitive angle.
φ là góc phân biệt thứ tự thuận.
For the fault in forward direction, the operating characteristics of phase-to-phase distance element is shown in Figure 3.11-11. Operating characteristics on R-X plane is a circle with line connecting ends of Z_Set and -ZS/2 as the diameter. The origin is enclosed in the circle.
Đối với lỗi theo hướng tiến, đặc tính hoạt động của phần tử khoảng cách pha-pha được thể hiện trong Hình 3.11-11. Đặc điểm hoạt động trên mặt phẳng R-X là một đường tròn với đường thẳng nối các đầu của Z_Set và -ZS / 2 là đường kính. Điểm gốc được bao trong vòng tròn.
3 Protection Functions
Figure 3.11-11 Phase-to-phase operating characteristics for forward fault Hình 3.11-11 Đặc tính hoạt động pha-pha về lỗi hướng tiến
For the fault in reverse direction, the operating characteristics is shown in Figure 3.11-12. This characteristics is a circle with line connecting ends of Z_Set and Z'S as the diameter.
Đối với lỗi theo hướng ngược lại, các đặc tính vận hành được thể hiện trên Hình 3.11-12. Đặc điểm này là một vòng tròn với đường nối các đầu của Z_Set và Z'S là đường kính.
Figure 3.11-12 Operating characteristics for reverse fault Hình 3.11-12 Đặc tính hoạt động đối với lỗi ngược hướng Where:
Trong đó:
Z'S is total impedance between remote system and protective device location.
Z'S là tổng trở kháng giữa hệ thống từ xa và vị trí thiết bị bảo vệ.
For reverse direction distance element, its operating characteristics can be gained by rotating the operating characteristics of forward direction distance element 180°.
Đối với phần tử khoảng cách hướng ngược lại, có thể đạt được đặc tính hoạt động của nó bằng cách xoay các đặc tính hoạt động của phần tử khoảng cách hướng thuận 180 °.
For forward direction or reverse direction close up three-phase fault, positive-sequence voltage is also 0, so the dead zone of distance protection for a close up three-phase fault must be eliminated.
Memorized positive-sequence voltage is adopted as polarized voltage when the positive-sequence voltage drops down to 15%Un or below. The memorized positive-sequence voltages adopts 2 cycles pre-fault positive-sequence voltage. When the memory fades out, the operating characteristics will be
3 Protection Functions
PCS-902S Line Distance Relay 3-65
shifted toward forward direction or reverse direction.
Đối với chiều thuận hoặc chiều ngược lại lỗi ba pha đóng lại, điện áp thứ tự thuận cũng bằng 0, vì vậy vùng chết của bảo vệ khoảng cách đối với lỗi ba pha đóng lại phải được loại bỏ. Điện áp thứ tự thuận được ghi nhớ được sử dụng làm điện áp phân cực khi điện áp thứ tự thuận giảm xuống 15% Un hoặc thấp hơn. Điện áp thứ tự thuận được ghi nhớ sử dụng điện áp thứ tự dương trước lôi 2 chu kỳ. Khi bộ nhớ giảm dần, các đặc tính hoạt động sẽ được chuyển sang hướng thuận hoặc hướng ngược lại.
For the fault in forward direction, as shown in Figure 3.11-13, C1 is the operating characteristics before the memory fades out, and C2 is the operating characteristics after the memory fades out.
Whether the memory fades out or not, the origin always is enclosed in the impedance circle.
Đối với lỗi theo hướng thuận, như trong Hình 3.11-13, C1 là đặc tính hoạt động trước khi bộ nhớ hết dần và C2 là đặc điểm hoạt động sau khi bộ nhớ hết dần. Cho dù bộ nhớ có giảm dần hay không, điểm gốc luôn nằm trong vòng tròn trở kháng.
Figure 3.11-13 Operating characteristics of three-phase close up fault Hình 3.11-13 Đặc tính hoạt động của lỗi đóng ba pha
For the fault in reverse direction, as shown in Figure 3.11-14, C1 is the operating characteristics before the memory fades out, and C2 is the operating characteristics after the memory fades out.
Whether the memory fades out or not, the origin always is not enclosed in the impedance circle.
Đối với lỗi theo hướng ngược lại, như trong Hình 3.11-14, C1 là đặc tính hoạt động trước khi bộ nhớ giảm dần, và C2 là đặc điểm hoạt động sau khi bộ nhớ giảm dần. Cho dù bộ nhớ có giảm dần hay không, điểm gốc luôn không nằm trong vòng tròn trở kháng.
3 Protection Functions
Figure 3.11-14 Operating characteristics of three-phase close up fault Hình 3.11-14 Đặc tính hoạt động của lỗi đóng ba pha
The distance protection with such design thoroughly eliminates the dead zone when three-phase close up fault occurs. It also has favourable directivity and will not operate for a reverse three-phase fault at busbar.
Việc bảo vệ khoảng cách với thiết kế như vậy giúp loại bỏ hoàn toàn vùng chết khi xảy ra lỗi đóng điện ba pha. Nó cũng có khả năng định hướng thuận tiện và sẽ không hoạt động đối với lỗi ba pha ngược ở thanh cái.