When there is a fault happens to the power grid and the fault is within the protected range, distance protection can isolate the fault with a certain time delay. DPFC distance protection, as an independent fast protection, can quickly operate to isolate the fault from the power grid and enhance the stability of power grid.
Khi có sự cố xảy ra đối với lưới điện và sự cố nằm trong phạm vi được bảo vệ, bảo vệ khoảng cách có thể cách ly sự cố với thời gian trễ nhất định. Bảo vệ khoảng cách DPFC, như một bảo vệ nhanh độc lập, có thể nhanh chóng hoạt động để tách sự cố khỏi lưới điện và tăng cường sự ổn định của lưới điện.
3.1.1 Functions Description/Mô tả chức năng
The power system is normally treated as a balanced symmetrical three-phase network. When a fault occurs in the power system, by applying the principle of superposition, the load current and voltage can be calculated in the system prior to the fault and the pure fault component can be calculated by fault current or voltage subtracted by pre-fault load current or voltage. DPFC distance protection concerns change of current and voltage at power frequency, therefore, DPFC distance protection is not influenced by load current.
3 Protection Functions
PCS-902S Line Distance Relay 3-75
As an independent fast protection, DPFC distance protection is mainly used to clear close up fault of long line quickly, its protected range can set as 60%~70% of the whole line.
Because DPFC distance protection only reflects the fault component and is not influenced by current change due to load variation and power swing, power swing blocking (PSB) function is not required.
Moreover, there is no transient overreaching due to infeed current from the remote power supply because it is not influenced by load current.
DPFC distance protection may not overreach, and its protected zone will be inverse-proportion reduced with system impedance behind it, i.e. the protected zone will be less than setting if the system impedance is greater. The protected zone will be close to setting value if the system impedance is smaller. Therefore, DPFC distance protection is usually used for long transmission line with large power source and it is recommended to disable DPFC distance protection for short line or the line with weak power source.
Hệ thống điện thường được coi là mạng ba pha đối xứng cân bằng. Khi hệ thống điện xảy ra sự cố, bằng cách áp dụng nguyên tắc chồng chất, dòng tải và điện áp có thể được tính toán trong hệ thống trước khi xảy ra sự cố và thành phần sự cố thuần túy có thể được tính bằng dòng điện sự cố hoặc điện áp trừ đi phụ tải trước sự cố dòng điện hoặc điện áp. Bảo vệ khoảng cách DPFC liên quan đến sự thay đổi của dòng điện và điện áp ở tần số nguồn, do đó, bảo vệ khoảng cách DPFC không bị ảnh hưởng bởi dòng tải.
Là một bảo vệ nhanh độc lập, bảo vệ khoảng cách DPFC chủ yếu được sử dụng để xóa lỗi cận cảnh của đường dài một cách nhanh chóng, phạm vi bảo vệ của nó có thể đặt là 60% ~ 70% của toàn bộ đường dây.
Bởi vì bảo vệ khoảng cách DPFC chỉ phản ánh thành phần sự cố và không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi dòng điện do sự thay đổi tải và dao động công suất, chức năng chặn dao động công suất (PSB) không cần thiết. Hơn nữa, không có hiện tượng quá tải thoáng qua do dòng điện từ nguồn cấp từ xa vì nó không bị ảnh hưởng bởi dòng tải.
Bảo vệ khoảng cách DPFC không được tiếp cận quá mức và vùng được bảo vệ của nó sẽ được giảm tỷ lệ nghịch với trở kháng của hệ thống phía sau nó, tức là vùng được bảo vệ sẽ nhỏ hơn cài đặt nếu trở kháng hệ thống lớn hơn. Vùng được bảo vệ sẽ gần với giá trị cài đặt nếu trở kháng của hệ thống nhỏ hơn. Do đó, bảo vệ khoảng cách DPFC thường được sử dụng cho đường truyền dài với nguồn điện lớn và nên tắt bảo vệ khoảng cách DPFC cho đường dây ngắn hoặc đường dây có nguồn điện yếu.
3 Protection Functions
Figure 3.10-1 Operation characteristic for forward fault Hình 3.10-1 Đặc tính hoạt động đối với lỗi tiến
Where/Trong đó:
ZZD: the setting of DPFC distance protection
ZS: total impedance between local system and device location ZK: measurement impedance
Φ: positive-sequence sensitive angle, i.e. [21L1.phi1_Reach]
ZZD: cài đặt bảo vệ khoảng cách DPFC
ZS: tổng trở kháng giữa hệ thống cục bộ và vị trí thiết bị ZK: trở kháng đo lường
Φ: góc nhạy thứ tự dương, tức là [21L1.phi1_Reach]
Figure 3.10-1 shows the operation characteristic of DPFC distance protection on R-X plane when a fault occurs in forward direction, which is the circle with the –Zs as the center and the│Zs+Zzd│ as the radius. When measured impedance Zk is in the circle, DPFC distance protection will operate.
DPFC distance protection has a larger capability of enduring fault resistance than distance protection using positive-sequence as polarized voltage.
Hình 3.10-1 cho thấy đặc tính hoạt động của bảo vệ khoảng cách DPFC trên mặt phẳng R-X khi sự cố xảy ra theo hướng về phía trước, là hình tròn với –Zs là tâm và andZs + Zzd│ là bán kính.
Khi trở kháng đo được Zk nằm trong vòng tròn, bảo vệ khoảng cách DPFC sẽ hoạt động. Bảo vệ khoảng cách DPFC có khả năng chịu sự cố lớn hơn so với bảo vệ khoảng cách sử dụng điện áp phân cực thứ tự dương.
3 Protection Functions
PCS-902S Line Distance Relay 3-77
Figure 3.10-2 Operation characteristic for reverse fault Hình 3.10-2 Đặc tính hoạt động đối với lỗi ngược
Z'S：total impedance between remote system and protective device location Z'S ： tổng trở kháng giữa hệ thống từ xa và vị trí thiết bị bảo vệ
Figure 3.10-2 shows the operation characteristic of the DPFC distance element on R-X plane when a fault occurs in reverse direction, which is the circle with the Z′S as the center and the│Z′S- Zzd│as the radius. The region of operation is in the quadrant 1 but the measured impedance -Zk is always in the quadrant 3, the DPFC distance protection will not operate.
Hình 3.10-2 cho thấy đặc tính hoạt động của phần tử khoảng cách DPFC trên mặt phẳng R-X khi sự cố xảy ra theo hướng ngược lại, đó là đường tròn với Z′S là tâm và│Z′S-Zzd│ là bán kính. Khu vực hoạt động nằm trong góc phần tư 1 nhưng trở kháng đo được -Zk luôn nằm trong góc phần tư 3, bảo vệ khoảng cách DPFC sẽ không hoạt động.
DPFC distance protection can be enabled or disabled by the setting, enabling signal and blocking signal.
Bảo vệ khoảng cách DPFC có thể được kích hoạt hoặc vô hiệu hóa theo cài đặt, kích hoạt tín hiệu và chặn tín hiệu.
3.1.2 Function Block Diagram/Sơ đồ khối chức năng
3 Protection Functions
3.1.3 I/O Signals/Tín hiệu I/O
Table 3.10-1 Input signals of DPFC distance protection Bảng 3.10-1 Tín hiệu đầu vào của bảo vệ khoảng cách DPFC
No.
STT
Input Signal Tín hiệu đầu vào
Description Mô tả 1 21D.Enable Input signal of enabling DPFC distance protection
Tín hiệu đầu vào kích hoạt bảo vệ khoảng cách DPFC 2 21D.Block Input signal of blocking DPFC distance protection
Tín hiệu đầu vào chặn bảo vệ khoảng cách DPFC Table 3.10-2 Output signals of DPFC distance protection Bảng 3.10-2 Tín hiệu đầu ra của bảo vệ khoảng cách DPFC
No.
STT
Output Signal Tín hiệu đầu ra
Description Mô tả 1 21D.On DPFC distance protection is enabled.
Bảo vệ khoảng cách DPFC được kích hoạt.
2 21D.Blocked DPFC distance protection is blocked.
Bảo vệ khoảng cách DPFC bị chặn.
3 21D.Valid DPFC distance protection is valid.
Bảo vệ khoảng cách DPFC là hợp lệ.
4 21D.Op DPFC distance protection operates.
Bảo vệ khoảng cách DPFC hoạt động.
3.1.4 Logic
Figure 3.10-3 Logic of DPFC distance protection Hình 3.10-3 Logic của bảo vệ khoảng cách DPFC
3 Protection Functions
PCS-902S Line Distance Relay 3-79
Pole open signal blocks DPFC distance element of corresponding phase- to-earth and phase-to-phase DPFC distance protection, and healthy phases (operation phases) are not affected. For example, if phase A open is confirmed, DPFC distance element of phase A, phase AB and phase AC are blocked.
Các khối tín hiệu mở cực Phần tử khoảng cách DPFC của bảo vệ khoảng cách DPFC pha-đất và pha-pha tương ứng, và các pha hoạt động tốt (pha vận hành) không bị ảnh hưởng. Ví dụ, nếu pha A mở được xác nhận, phần tử khoảng cách DPFC của pha A, pha AB và pha AC bị chặn.
3.1.5 Settings/Cài đặt
Table 3.10-3 Settings of DPFC distance protection Bảng 3.10-3 Cài đặt bảo vệ khoảng cách DPFC
Name Tên
Range Phạm vi
Step Bước
Unit Đơn vị
Default Mặc định
Remark Ghi chú
21D.Z_Set (0.000~4Unn)/In 0.001 Ω 5.000 Impedance setting of DPFC distance protection Cài đặt trở kháng của bảo vệ khoảng cách DPFC 21D.En Disabled
Vô hiệu hóa Enabled Kích hoạt
Enabled Kích hoạt
Enabling/disabling DPFC distance protection Kích hoạt/ vô hiệu hóa bảo vệ khoảng cách DPFC