故障分量阻抗计算与按相补偿软件的设计

发表时间:2020/5/25   来源:《中国电业》2019年第23期   作者:黄振栋
[导读] 超高压电网中,广为应用的是单相重合闸。
         摘要:超高压电网中,广为应用的是单相重合闸。要求保护有较为完善的选相元件,保证在任何单相故障情况下(包括正、反方向同时故障),只跳单相。电流、电压保护在35KV以下电压等级的电网中得到了广泛的应用,但它们的保护范围和灵敏度受运行方式影响较大难以满足高电压等级复杂网络快速、有选择性地切除故障元件。完全利用突变量距离保护动作方程进行选相跳闸存在问题,通过分析突变量距离继电器的动作方程可知,之所以反应单相接地故障的健全相突变量距离继电器会出现误动,其根本原因在于零序电流的影响。用微型机构成继电保护的功能时,故障分量阻抗保护的动作性能基本不受负荷状态、系统振荡等因素的影响,可获得良好的动作特性。但当系统发生较为复杂故障(如转换性故障)时选相元件可能会误选相,造成距离保护继电器的不正确动作。通过对非故障相的阻抗乘上一个大于1的系数,使得非故障相测量阻抗的值增大,可以有效的克服由于零序电流引起的测量元件的误动。
         关键词:故障分量;阻抗计算;按相补偿;傅里叶算法
        
         在电力系统中,按照继电保护选择性的要求,安装在线路两端的继电保护仅在线路MN内部故障时,保护装置才应该立即动作,将相应的断路器跳开;而在保护区域的反方向或正方向区外动作时,保护装置不应动作。为了保证在下级线路的出口处短路时保护不误动,速动段距离保护的保护区应小于线路全长MN。距离保护的保护区用整定距离来表示。当系统发生短路故障时,首先判断故障的方向,若故障位于保护区的正方向,则设法测出故障点到保护安装处的距离,并将与相比较,若小于,说明故障发生在保护范围之内,这时保护应立即动作跳开对应的断路器;若大于,说明故障发生在保护范围之外,保护不应动作,对应的断路器不会跳开。若故障位于保护保护区的反方向,直接判为区外故障而不动作。通过判别故障方向,测量故障距离,判断出故障是否位于保护区内,从而决定是否需要跳闸,实现线路保护。距离保护可以通过测量短路阻抗的方法来测量和判断故障距离。
 
                                                             
式中,Zm为一复数,在复平面上既可以用极坐标形式表示,也可以用直角坐标的形式来表示,即
                                               
        
                                                       

                                                 
         在三相系统的情况下,可能发生不同类型的故障。在各种不对称短路时,各相的电压、电流都不再简单地满足式,需要寻找满足式的电压、电路接入保护装置,以构成在三相系统中可以使用的距离保护。
         目前,阻抗继电器常用的接线方式是相间阻抗0°接线和具有0°零序电流补偿的接地阻抗接线。这两种接线方式的电压、电流组合如下表所示。
                                   
         传统的具有零序电流补偿的的接地阻抗0°接线方式,在A相金属性单相接地短路时,对于故障相A相,阻抗元件能够准确测量从短路点到保护安装点之间的正序阻抗。对于非故障相,在某些特殊情况下,可能会造成测量元件误动。在忽略非故障相的测量电流时,非故障相B相的测量阻抗为
                                                           
        
                       
                                       

                   
         除此之外,常用的微机保护算法还有解微分方程算法(仅用于计算阻抗),此算法不必滤除非周期分量,因而算法时窗较短,且不受电网频率变化的影响,但在与低通滤波器配合使用时,它将受信号中的噪音影响比较大;递推最小二乘算法;序分量滤过器的算法;突变量电流算法等。



参考文献
[1] 尹项根,曾克娥。电力系统继电保护原理与应用[M]。武汉:华中科技大学出版社,2001
[2] 杨奇逊。微机型继电保护基础[M]。北京:水利水电出版社,1988
[3] 贺家李,宋从矩。电力系统继电保护原理[M]。北京:水利水电出版社,1994
[4] 张保会,尹项根。电力系统继电保护[M]。北京:中国电力工业出版社,2005
[5] 许建安。电力系统微机继电保护[M]。北京:中国水利水电出版社,2008
[6] 葛耀中。新型继电保护和故障测距的原理与技术[M]。西安:西安交通大学出版社,2007
[7] P.M.Anderson。Power System Protection。WILEY(《电力系统保护》翻译组译。电力系统保护。北京:中国电力出版社,2009)
[8] 索南加乐,刘凯,粟小华,等。基于故障分量综合阻抗的输电线路纵联保护[J]。中国电机工程学报,2008,28(31):54-61。
[9]索南加乐,张建康,刘辉,等。故障分量提取及故障选相的新方法。2003,27(16):58-66。(中图分类号:TM773)
[10]朱声石。高压电网继电保护原理与技术[M]。北京:中国电力出版社,1995。
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: