距離保護特性元件躲過渡電阻能力分析與研究
發布時間:2007/8/23 0:00:00 訪問次數:1855
要:對距離保護元件,由于存在過渡電阻,單側電源線路短線路經出口故障或雙側電源的線路故障,容易引起距離保護拒動或誤動。本文分析了過渡電阻對距離保護工作的影響,探討了接地及相間距離繼電器這種受過渡電阻影響較大的元件阻抗圓特性躲過渡電阻能力改進,以及幾種較好的躲過渡電阻特性。論文指出將這些特性組合起來將具有很好的躲過渡電阻的能力。
關鍵字:過渡電阻、超越、阻抗圓、多邊形
引言
電力系統中短路一般都不是金屬性的,而是在短路點存在過渡電阻。此過渡電阻的存在,將使距離保護的測量阻抗發生變化,可引起保護的超范圍動作或使保護的范圍縮短,從而導致保護的誤動或拒動。實際的距離保護裝置通常需考慮過渡電阻引起的后果。本文對過渡電阻的影響以及各種較常用的距離保護元件如何躲開過渡電阻的影響進行了分析與研究。
1 過渡電阻對距離保護工作的影響
1.1對單側電源線路的影響
過渡電阻[1]一般呈電阻性,對單側電源線路(圖1所示),保護裝置距短路點越近,受過渡電阻影響越大;同時保護裝置整定阻抗值越小,受過渡電阻影響越大。因此,對短線路出口經過渡電阻短路時,由于繼電器測量阻抗增大,很可能使保護拒動。如圖1所示,母線A側保護出口處經過渡電阻Rg短路,當Rg較大時,測量阻抗超出特性圓范圍,保護拒絕動作。
1.2對雙側電源線路的影響
對雙側電源的線路(圖2所示),由于對側電源的助增,過渡電阻的影響呈容抗性,可能使保護的測量阻抗減小,進入保護的動作范圍,為對側電源助增引起的超越現象。設B母線出口處A相經過渡電阻接地短路,A母線保護測量阻抗為:
2 受過渡電阻影響的元件躲過渡電阻能力改進[2,3]
2.1三段式接地距離繼電器
(一) Ⅲ段接地距離繼電器
式中:U1φ為正序電壓。φ為A,B,C。該特性圓(如圖3所示)是以|Zs+Zzd|為直徑的阻抗圓,包含原點,說明正方向出口經過渡電阻短路故障時能正確動作。
(二)Ⅰ、Ⅱ段接地距離繼電器
(1)由正序電壓極化的阻抗繼電器
式中:U1φ為正序電壓,該極化電壓引入移相角φ1,短線路應用時,將方向阻抗繼電器特性向第一象限偏移,以擴大允許過渡電阻的能力。φ1可取0°,15°,30°,45°(如圖4特性圓0,1,2,3所示)。由于在對側電源助增下可能超越,所以引入零序電抗繼電器以防止超越。
(2)零序電抗繼電器
其中;β0=arg(I0/Iφ+k.3I0));當I0、Iφ同相時,直線A(如圖4所示直線A)平行于R軸,不同相時,直線的傾角為I0與(Iφ+k.3I0)的相角差。設I0與過渡電阻上壓降同相位,則直線A與過渡電阻上壓降所呈現阻抗平行,因此,該特性對過渡電阻具有自適應的特點。實際電抗特性下傾12°,從而保證與過渡電阻上壓降不同相位時,繼電器仍不會超越。
當由正序電壓極化的繼電器和零序電抗繼電器兩特性阻抗繼電器同時動作時,Ⅰ、Ⅱ段接地距離繼電器動作,該特性能測量很大的過渡電阻且不會超越。
2.2三段式相間距離繼電器
三段式相間距離繼電器特性類似于三段式接
要:對距離保護元件,由于存在過渡電阻,單側電源線路短線路經出口故障或雙側電源的線路故障,容易引起距離保護拒動或誤動。本文分析了過渡電阻對距離保護工作的影響,探討了接地及相間距離繼電器這種受過渡電阻影響較大的元件阻抗圓特性躲過渡電阻能力改進,以及幾種較好的躲過渡電阻特性。論文指出將這些特性組合起來將具有很好的躲過渡電阻的能力。
關鍵字:過渡電阻、超越、阻抗圓、多邊形
引言
電力系統中短路一般都不是金屬性的,而是在短路點存在過渡電阻。此過渡電阻的存在,將使距離保護的測量阻抗發生變化,可引起保護的超范圍動作或使保護的范圍縮短,從而導致保護的誤動或拒動。實際的距離保護裝置通常需考慮過渡電阻引起的后果。本文對過渡電阻的影響以及各種較常用的距離保護元件如何躲開過渡電阻的影響進行了分析與研究。
1 過渡電阻對距離保護工作的影響
1.1對單側電源線路的影響
過渡電阻[1]一般呈電阻性,對單側電源線路(圖1所示),保護裝置距短路點越近,受過渡電阻影響越大;同時保護裝置整定阻抗值越小,受過渡電阻影響越大。因此,對短線路出口經過渡電阻短路時,由于繼電器測量阻抗增大,很可能使保護拒動。如圖1所示,母線A側保護出口處經過渡電阻Rg短路,當Rg較大時,測量阻抗超出特性圓范圍,保護拒絕動作。
1.2對雙側電源線路的影響
對雙側電源的線路(圖2所示),由于對側電源的助增,過渡電阻的影響呈容抗性,可能使保護的測量阻抗減小,進入保護的動作范圍,為對側電源助增引起的超越現象。設B母線出口處A相經過渡電阻接地短路,A母線保護測量阻抗為:
2 受過渡電阻影響的元件躲過渡電阻能力改進[2,3]
2.1三段式接地距離繼電器
(一) Ⅲ段接地距離繼電器
式中:U1φ為正序電壓。φ為A,B,C。該特性圓(如圖3所示)是以|Zs+Zzd|為直徑的阻抗圓,包含原點,說明正方向出口經過渡電阻短路故障時能正確動作。
(二)Ⅰ、Ⅱ段接地距離繼電器
(1)由正序電壓極化的阻抗繼電器
式中:U1φ為正序電壓,該極化電壓引入移相角φ1,短線路應用時,將方向阻抗繼電器特性向第一象限偏移,以擴大允許過渡電阻的能力。φ1可取0°,15°,30°,45°(如圖4特性圓0,1,2,3所示)。由于在對側電源助增下可能超越,所以引入零序電抗繼電器以防止超越。
(2)零序電抗繼電器
其中;β0=arg(I0/Iφ+k.3I0));當I0、Iφ同相時,直線A(如圖4所示直線A)平行于R軸,不同相時,直線的傾角為I0與(Iφ+k.3I0)的相角差。設I0與過渡電阻上壓降同相位,則直線A與過渡電阻上壓降所呈現阻抗平行,因此,該特性對過渡電阻具有自適應的特點。實際電抗特性下傾12°,從而保證與過渡電阻上壓降不同相位時,繼電器仍不會超越。
當由正序電壓極化的繼電器和零序電抗繼電器兩特性阻抗繼電器同時動作時,Ⅰ、Ⅱ段接地距離繼電器動作,該特性能測量很大的過渡電阻且不會超越。
2.2三段式相間距離繼電器
三段式相間距離繼電器特性類似于三段式接