存在零序互感的同杆并架多回线路保护整定计算的研究
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第 2 3 卷第 1 期 2 0 0 7年 3月 电力科学与工程 El e c t r i c P o we r S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g Vo 1 2 3,No 1 M a r 2 0 0 7 4 5 存在零序互感的同杆并架多回线路保护整定计算的研究 余鲲(四川省电力公司 夹江供电局,四川 乐山6 1 4 1 0 0)摘要:针对同杆并架多回线路零序互感对零序保护及接地距离保护整定计算影响进行了详尽分析,提出了 利用软件、应用“测量法”的概念进行整定,保证保护的选择性,通过软件仿真验证 了其正确性。关键词:同杆架设;双回线;零序互感;分支系数;补偿系数;整定计算;零序保护;接地距离 中图分类号:T M7 3 文献标识码:A 1 问题的提出 双回线间存在零序互感,对于零序保护及接地 距离保护的影响,部颁整定规程 已作了详尽规定,按照整定规程规定进行整定计算,可以保证保护在 此种情况下,保护具有明确的“选择性”。但是,随着 电网的不断建设,空中走廊越发紧 张,不 同电压等级的线路 同杆并架的情况在一些地 区已经开始出现。此种情况,部颁整定规程没有涉 及,现场实际工作当中往往作简化处理,忽略零序 互感。实际上此时的零序互感数值较大,不能忽 略,这样 的简化处理势必造成保护误动或拒动 的可 能性大大增加,给安全生产带来隐患。整定计算的前提是故障计算,此种情况人员手 工进行故障计算几乎不可能,要借助计算机软件进 行,而计算机软件进行故障计算是一种通用的故障 解算,利用节点阻抗矩阵或节点导纳矩阵的数学模 型进行解算,能够自然而然地适应任意多回线间存 在零序互感的故障解算,这给解决这个问题开辟了 新的途径。2 零序电流保护分析 零序保护的原理是利用在大 电流接地系统中发 生接地故障要产生零序电流来反应接地故障的,根 据保护安装处测量到零序电流的大小来判别故障点 的位置,其依据就是整定原则。整定零序电流保 护,需要计算的参数有:零序电流分支系数最值、零序电流最值。只要正确计算出分支系数、电流最 值,则可以完成零序电流保护的整定。2 1 零序电流分支系数的计算 由于零序 I 段只能保护线路的一部分,配置零 序 I I 段的 目的是保护线路全长。为保证选择性,要 求 I I段保护范围伸到下一线路,但不能超出相邻 线路零序 I 段的保护范围,整定原则为:厶 =。式中 为可靠系数,一般取 1 2;为分支系数,其含义为在相邻 I 段保护范围末端故障时本保护处 零序电流与故障支路零序电流的比值;。为相邻 I 段定值。这个整定原则的实质是计算出在相邻 I 段保护 范围末端故障时本保护实际的零序电流,再乘以大 于 1 的可靠系数,达到整定原则要求的选择性。所 以 I I 段的整定难点实际就转换如何计算出正确的 分支系数。当同杆并架多回并存在零序互感时,上 式中的分支系数用常规的手工方法难以计算,可以 通过软件方便地得到。由于序电流的分布只取决于该序网络,与其他 序网无关。则零序电流分支系数只取决于零序网络 参数。可以推导出零序电流分支系数 定 义:分 支 系 数=箍 暮 妻 甏 鼍 收稿 日期:2 0 0 6-1 2-l 1 作者简介:余鲲(1 9 7 8一),男,四J 1 l 省电力公司夹江供电局工程师 电力科学与工程 2 0 0 7笠 则零序分支系数的计算公式:=埘 0】m )(。)+)(l(0)。)(。)。)+,。)(z 。)z 。)一(1 一 f=l (0 七 1)式中f(卢1,2,)为保护支路i-j 的互感支路但排除 其中的检修支路;,(卢1,2,)为配合支路,一 t 的互感 支路但排除其中的检修支路;妫 故障点,七 为故障点 砸 配合端端 占配合支路全长的百分比为;Z 为节 点阻抗矩阵中的元素,y 为支路导纳矩阵中的元素。:(1 一 助+(D 0 时,可略去式(1)的第三项;当(一 )0 时,可略去式(2)、式(3)中的第 三项;当(一 )=0 时,不产生影响。结果可归 纳如下等式:Z I I=KkZ xl+z z I(4)L T jA 1 0 J 式中 为,t 两者中的较小值。在无零序互感的线路上,旧 差不多,可以忽 略式(4)的第三项。对于同杆三回或四回线路与相 邻无互感线路配合,第四项大于 0,可忽略;对于无 互感支路与互感线路(如 同杆并架三回或四回线路 中的某一回)配合,第四项小于 0,故不能忽略。3 3 基于测量法的接地距离保护整定计算 通过上节的分析看到,基于整定规程的常规方 法的接地距离保护整定计算极其麻烦,手工计算几 乎无法进行,在此提出一种高效简单的“测量法”。设置 I I段的 目的是能够保护线路全长,其保 护范围必然应当伸到相邻线路,为保证相邻线路故 障不误动,I I 段应当带动作时限,而且保护范围不 应出相邻 I段,否则相邻 I I 段保护和本保护 I I 段 将以同一个 时限动作,失去选择性。根据整定原则 的本质含义,对于同杆并架多回线存在零序互感的 情况,完全不必拘泥于常规做法,直接按照该原则 的含义进行整定计算,步骤如下:a 根据实测的或设计提供的线路正序阻抗参 数和零序阻抗参数,按照无互感线路零序补偿系数 计算方法计算 出零序补偿系数。特别说明,这个零 序补偿系数肯定不符合实际情况,但是必须确保按 这个零序补偿系数输入到微机保护,保证微机保护 在进行接地测量阻抗计算时是按照这个零序补偿系 数进行计算的。b 利用通用的故障计算软件先计算出相邻 I 段 保护范围末端故障时,本保护安装处的母线 电压和 电流,结合上述的零序补偿系数计算出保护安装处 的接地测量阻抗。C 这个测量阻抗再乘以一个小于 1的可靠系 数即得到 I I 段定值。按照这种方法,微机保护计算得到的接地测量 阻抗并没有真正反应故障点到保护安装处的正序阻 抗,也就是说,它的测距结果并不一定正确,但是 它的“选择性是正确的。这样做的结果是,可以回 避复杂的零序补偿系数计算和分支系数计算,简单 地得到定值,而且这个定值满足保护的选择性要求。4 结论 同杆并架三回、四回线路互感的存在虽然对零 序电流保护、接地距离保护的整定带来了影响,但 是通过利用故障计算软件中提供的通用 的算法,无 论是几回互感线路,同杆还是不同杆,都可以正确 计算。参考文献:1】中华人民共和国能源部电力装置的继电保护和 自动装 置设计规范 S】2】中华人民共和国能源部电业安全工作规程 S】3】王维俭电力系统继电保护基本原理 1 v f】北京:清华大 学出版社,1 9 9 1 4 贺家李电力系统继电保护原理 M】北京:水电出版 社,1 9 8 4 S t ud y o n Pr o t e c tio n S e t t i n g Co mput a tio n o f Pa r a l l e l M u l ti-c i r c ui t Tr a n s mi s s i o n Li ne s wi t h Ze r o S e que nc e Tr a n s f o r me r Y U K u n (J i a j i a n g P o we r S u p p l y B u r e a u,L e s h a n 6 1 4 1 0 0,C h i n a)Ab s t r a c t:T h e i mp a c t o f mu t u a l i n d u c t o r o n s e R i n g c o mp u t a t i o n o f z e r o s e q u e n c e p r o t e c t i o n a n d g r o u n d d i s t a n c e p r o t e c t i o n c a r r i e d o n p a r a l l e l mu l t i-c i r c u i t t r ans mi s s i o n l i n e s a r e ana l y z e d A me t h o d o f u s ing s o f t wa r e and a p p l y i n g the c o n c e p t o f me asu r i n g me ans i s p r o p o s e d I t a s s ure s the s e l e c t i v i t y o f p r o t e c t i o n Th e s o f t wa r e s i mu l a t i o n p r o v e s t h a t thi s me tho di S c o r r e c t Ke y wo r d s:i n s t a l l a t i o n o n t h e s a me p o l e;d o u b l e l ine;z e r o s e q u e n c e mu t u a l ind u c t a n c e;c o mp e n s a t ing f a c t o r;s e t t i n g c a l c u l a t e;z e r o s e q u e n c e p r o t e c t i o n;gro un d i n g d i s t a n c e
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