距離保護(hù)特性元件躲過渡電阻能力分析與研究
發(fā)布時間:2007/8/23 0:00:00 訪問次數(shù):1889
要:對距離保護(hù)元件,由于存在過渡電阻,單側(cè)電源線路短線路經(jīng)出口故障或雙側(cè)電源的線路故障,容易引起距離保護(hù)拒動或誤動。本文分析了過渡電阻對距離保護(hù)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(jìn),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(guān)鍵字:過渡電阻、超越、阻抗圓、多邊形
引言
電力系統(tǒng)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(hù)的測量阻抗發(fā)生變化,可引起保護(hù)的超范圍動作或使保護(hù)的范圍縮短,從而導(dǎo)致保護(hù)的誤動或拒動。實際的距離保護(hù)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(hù)元件如何躲開過渡電阻的影響進(jìn)行了分析與研究。
1 過渡電阻對距離保護(hù)工作的影響
1.1對單側(cè)電源線路的影響
過渡電阻[1]一般呈電阻性,對單側(cè)電源線路(圖1所示),保護(hù)裝置距短路點越近,受過渡電阻影響越大;同時保護(hù)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(jīng)過渡電阻短路時,由于繼電器測量阻抗增大,很可能使保護(hù)拒動。如圖1所示,母線A側(cè)保護(hù)出口處經(jīng)過渡電阻Rg短路,當(dāng)Rg較大時,測量阻抗超出特性圓范圍,保護(hù)拒絕動作。
1.2對雙側(cè)電源線路的影響
對雙側(cè)電源的線路(圖2所示),由于對側(cè)電源的助增,過渡電阻的影響呈容抗性,可能使保護(hù)的測量阻抗減小,進(jìn)入保護(hù)的動作范圍,為對側(cè)電源助增引起的超越現(xiàn)象。設(shè)B母線出口處A相經(jīng)過渡電阻接地短路,A母線保護(hù)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(jìn)[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(jīng)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(yīng)用時,將方向阻抗繼電器特性向第一象限偏移,以擴(kuò)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(cè)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(dāng)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(shè)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(xiàn)阻抗平行,因此,該特性對過渡電阻具有自適應(yīng)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(dāng)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(hù)元件,由于存在過渡電阻,單側(cè)電源線路短線路經(jīng)出口故障或雙側(cè)電源的線路故障,容易引起距離保護(hù)拒動或誤動。本文分析了過渡電阻對距離保護(hù)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(jìn),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(guān)鍵字:過渡電阻、超越、阻抗圓、多邊形
引言
電力系統(tǒng)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(hù)的測量阻抗發(fā)生變化,可引起保護(hù)的超范圍動作或使保護(hù)的范圍縮短,從而導(dǎo)致保護(hù)的誤動或拒動。實際的距離保護(hù)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(hù)元件如何躲開過渡電阻的影響進(jìn)行了分析與研究。
1 過渡電阻對距離保護(hù)工作的影響
1.1對單側(cè)電源線路的影響
過渡電阻[1]一般呈電阻性,對單側(cè)電源線路(圖1所示),保護(hù)裝置距短路點越近,受過渡電阻影響越大;同時保護(hù)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(jīng)過渡電阻短路時,由于繼電器測量阻抗增大,很可能使保護(hù)拒動。如圖1所示,母線A側(cè)保護(hù)出口處經(jīng)過渡電阻Rg短路,當(dāng)Rg較大時,測量阻抗超出特性圓范圍,保護(hù)拒絕動作。
1.2對雙側(cè)電源線路的影響
對雙側(cè)電源的線路(圖2所示),由于對側(cè)電源的助增,過渡電阻的影響呈容抗性,可能使保護(hù)的測量阻抗減小,進(jìn)入保護(hù)的動作范圍,為對側(cè)電源助增引起的超越現(xiàn)象。設(shè)B母線出口處A相經(jīng)過渡電阻接地短路,A母線保護(hù)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(jìn)[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(jīng)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(yīng)用時,將方向阻抗繼電器特性向第一象限偏移,以擴(kuò)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(cè)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(dāng)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(shè)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(xiàn)阻抗平行,因此,該特性對過渡電阻具有自適應(yīng)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(dāng)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
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