距离保护特性元件躲过渡电阻能力分析与研究
发布时间:2007/8/23 0:00:00 访问次数:1881
要:对距离保护元件,由于存在过渡电阻,单侧电源线路短线路经出口故障或双侧电源的线路故障,容易引起距离保护拒动或误动。本文分析了过渡电阻对距离保护工作的影响,探讨了接地及相间距离继电器这种受过渡电阻影响较大的元件阻抗圆特性躲过渡电阻能力改进,以及几种较好的躲过渡电阻特性。论文指出将这些特性组合起来将具有很好的躲过渡电阻的能力。
关键字:过渡电阻、超越、阻抗圆、多边形
引言
电力系统中短路一般都不是金属性的,而是在短路点存在过渡电阻。此过渡电阻的存在,将使距离保护的测量阻抗发生变化,可引起保护的超范围动作或使保护的范围缩短,从而导致保护的误动或拒动。实际的距离保护装置通常需考虑过渡电阻引起的后果。本文对过渡电阻的影响以及各种较常用的距离保护元件如何躲开过渡电阻的影响进行了分析与研究。
1 过渡电阻对距离保护工作的影响
1.1对单侧电源线路的影响
过渡电阻[1]一般呈电阻性,对单侧电源线路(图1所示),保护装置距短路点越近,受过渡电阻影响越大;同时保护装置整定阻抗值越小,受过渡电阻影响越大。因此,对短线路出口经过渡电阻短路时,由于继电器测量阻抗增大,很可能使保护拒动。如图1所示,母线A侧保护出口处经过渡电阻Rg短路,当Rg较大时,测量阻抗超出特性圆范围,保护拒绝动作。
1.2对双侧电源线路的影响
对双侧电源的线路(图2所示),由于对侧电源的助增,过渡电阻的影响呈容抗性,可能使保护的测量阻抗减小,进入保护的动作范围,为对侧电源助增引起的超越现象。设B母线出口处A相经过渡电阻接地短路,A母线保护测量阻抗为:
2 受过渡电阻影响的元件躲过渡电阻能力改进[2,3]
2.1三段式接地距离继电器
(一) Ⅲ段接地距离继电器
式中:U1φ为正序电压。φ为A,B,C。该特性圆(如图3所示)是以|Zs+Zzd|为直径的阻抗圆,包含原点,说明正方向出口经过渡电阻短路故障时能正确动作。
(二)Ⅰ、Ⅱ段接地距离继电器
(1)由正序电压极化的阻抗继电器
式中:U1φ为正序电压,该极化电压引入移相角φ1,短线路应用时,将方向阻抗继电器特性向第一象限偏移,以扩大允许过渡电阻的能力。φ1可取0°,15°,30°,45°(如图4特性圆0,1,2,3所示)。由于在对侧电源助增下可能超越,所以引入零序电抗继电器以防止超越。
(2)零序电抗继电器
其中;β0=arg(I0/Iφ+k.3I0));当I0、Iφ同相时,直线A(如图4所示直线A)平行于R轴,不同相时,直线的倾角为I0与(Iφ+k.3I0)的相角差。设I0与过渡电阻上压降同相位,则直线A与过渡电阻上压降所呈现阻抗平行,因此,该特性对过渡电阻具有自适应的特点。实际电抗特性下倾12°,从而保证与过渡电阻上压降不同相位时,继电器仍不会超越。
当由正序电压极化的继电器和零序电抗继电器两特性阻抗继电器同时动作时,Ⅰ、Ⅱ段接地距离继电器动作,该特性能测量很大的过渡电阻且不会超越。
2.2三段式相间距离继电器
三段式相间距离继电器特性类似于三段式接
要:对距离保护元件,由于存在过渡电阻,单侧电源线路短线路经出口故障或双侧电源的线路故障,容易引起距离保护拒动或误动。本文分析了过渡电阻对距离保护工作的影响,探讨了接地及相间距离继电器这种受过渡电阻影响较大的元件阻抗圆特性躲过渡电阻能力改进,以及几种较好的躲过渡电阻特性。论文指出将这些特性组合起来将具有很好的躲过渡电阻的能力。
关键字:过渡电阻、超越、阻抗圆、多边形
引言
电力系统中短路一般都不是金属性的,而是在短路点存在过渡电阻。此过渡电阻的存在,将使距离保护的测量阻抗发生变化,可引起保护的超范围动作或使保护的范围缩短,从而导致保护的误动或拒动。实际的距离保护装置通常需考虑过渡电阻引起的后果。本文对过渡电阻的影响以及各种较常用的距离保护元件如何躲开过渡电阻的影响进行了分析与研究。
1 过渡电阻对距离保护工作的影响
1.1对单侧电源线路的影响
过渡电阻[1]一般呈电阻性,对单侧电源线路(图1所示),保护装置距短路点越近,受过渡电阻影响越大;同时保护装置整定阻抗值越小,受过渡电阻影响越大。因此,对短线路出口经过渡电阻短路时,由于继电器测量阻抗增大,很可能使保护拒动。如图1所示,母线A侧保护出口处经过渡电阻Rg短路,当Rg较大时,测量阻抗超出特性圆范围,保护拒绝动作。
1.2对双侧电源线路的影响
对双侧电源的线路(图2所示),由于对侧电源的助增,过渡电阻的影响呈容抗性,可能使保护的测量阻抗减小,进入保护的动作范围,为对侧电源助增引起的超越现象。设B母线出口处A相经过渡电阻接地短路,A母线保护测量阻抗为:
2 受过渡电阻影响的元件躲过渡电阻能力改进[2,3]
2.1三段式接地距离继电器
(一) Ⅲ段接地距离继电器
式中:U1φ为正序电压。φ为A,B,C。该特性圆(如图3所示)是以|Zs+Zzd|为直径的阻抗圆,包含原点,说明正方向出口经过渡电阻短路故障时能正确动作。
(二)Ⅰ、Ⅱ段接地距离继电器
(1)由正序电压极化的阻抗继电器
式中:U1φ为正序电压,该极化电压引入移相角φ1,短线路应用时,将方向阻抗继电器特性向第一象限偏移,以扩大允许过渡电阻的能力。φ1可取0°,15°,30°,45°(如图4特性圆0,1,2,3所示)。由于在对侧电源助增下可能超越,所以引入零序电抗继电器以防止超越。
(2)零序电抗继电器
其中;β0=arg(I0/Iφ+k.3I0));当I0、Iφ同相时,直线A(如图4所示直线A)平行于R轴,不同相时,直线的倾角为I0与(Iφ+k.3I0)的相角差。设I0与过渡电阻上压降同相位,则直线A与过渡电阻上压降所呈现阻抗平行,因此,该特性对过渡电阻具有自适应的特点。实际电抗特性下倾12°,从而保证与过渡电阻上压降不同相位时,继电器仍不会超越。
当由正序电压极化的继电器和零序电抗继电器两特性阻抗继电器同时动作时,Ⅰ、Ⅱ段接地距离继电器动作,该特性能测量很大的过渡电阻且不会超越。
2.2三段式相间距离继电器
三段式相间距离继电器特性类似于三段式接