工频变化量阻抗保护的整定和校验.pdf

自然科学研究 工频变化量阻抗保护的整定和校验 孙 勇 攀枝花电业局 四川攀枝花 617000 摘 要 介绍了工频变化量阻抗保护在微机保护中的应用 以及其动作特性的测定方法 关键词 工频变化量 整定 校验 随着微机保护的广泛运用 许多继电保护新原理也不断被提出和广泛应用 工频变化量阻抗保护在 许多厂家的保护装置都有使用 但在实际工作中 经常被问及其动作特性及如何校验的问题 本文分析了 工频变化量阻抗保护的原理 并总结了保护整定中的一些问题 以及保护定值的校验方法 1 工作原理 下面为保护区内故障时工频变化量距离保护的原理图 短路故障时的状态 图 1 可以分解为正常负 荷状态 图 2 与短路后产生的故障分量 图 3 的叠加 48 第22卷第5期 攀枝花学院学报 2005年10月 Vol 22 No 5 Journal of Panzhihua University Oct 2005 1994 2006 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 在电力系统中 工频变化量继电器用于 构成快速距离 段时 其动作方程为 UOP UOPM Uop为整定值末端电压 上式代表定值 末端电压变化量大于UOPM时继电器动作 否则不动作 对相间阻抗继电器有 UOP U I ZSET 对接地阻抗继电器有 UOP U I K3I0 ZSET UOPM为动作门槛 取故障前工作电压的 记忆量 当ZK落在圆内继电器动作 其动作 特性是以矢量 Zs的末端为圆心 以 ZS ZSET 为半径的园 如图6所示 90 arg ZK ZSET ZK 2ZS ZSET UF 继电器动作越快 最快可达到4mS现场 曾有3mS动作于出口的记录 在反向短路时 Zk落在第 象限 进入不了圆内 如图7所示 因而继电器不会误动 而有良好的方 向性 58 第22卷 孙 勇 工频变化量阻抗保护的整定和校验 第5期 1994 2006 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 90 arg Z K ZSET Z K 2ZR ZSET UOP M 1 试验时 故障前为空载 额定电压UN 假设故障后电压为U 电流为I 则公式 1 变为 UOP U UN IZset UN U IZset 2 考虑到金属性故障且故障点处5 暂态误差的影响 式 2 门坎电压应为105 UN 则式 2 动作方 程为 UN U IZset 105 UN 3 根据 线路微机保护检验规程 应校验保护定值在最大10 偏差时保护的动作情况 故有 U 1 m Z set 5 UN 单相接地故障 U m 1 K IZset 5 100 3 m 1 K IZset 3 4 相间短路故障 U 2m IZset 5 100 2m IZset 5 5 由上述公式可知 表1计算相间短路故障的公式不正确 通过试验也验证了这一点 2 3 故障阻抗范围的校验 根据表2的公式得出的结果和试验结果是一致的 但需指出的是 此公式是按门坎电压的10 偏差 校正的 其所对应的故障阻抗范围又如何呢 依故障点电压有等式 IZset 1 105 m UN IZ 5 UN 可得 Z Zset 105 1 m UN I 单相接地故障 Z Zset 105 1 m UN 1 K I 相间短路故障 Z Zset 105 1 m UN 2I 根据上式可计算出阻抗范围 见表4 故障类型单相接地相间短路 m0 91 10 91 1 Z 10 8574 15912 7582 258 Z Zset145 55 170 30 Z Zset123 47 145 26 注 Zset 7 508 K 0 809 ZL Zset 85 I 1A 从表3可看出 用此方法试验 实际的故障阻抗远远偏离整定值 并且故障阻抗上限已超越全线路 对于单相接地故障 故障阻抗已达145 和55 整定值 123 和47 全线路阻抗 对于相间短路故障 故障阻抗已达170 和30 整定阻抗 145 和26 全线路阻抗 不能可靠校验出整定阻抗附近的动作 情况 更不能满足传统所遵循的 在整定值10 偏差校验 的规定 3 结 论 从试验结果来看 微机工频变化量距离保护校验方法存在较大离散性 在校验时 应该使用继电保护 专用试验仪 按照公式 4 5 作为参考 找出故障电压的边界值 以此值为准进行10 误差的考核 参考文献 1 沈国荣 工频变化量距离继电器的研究 中国电机工程学会第四次继电保护及安全自动装置学 术会议论文集 S 1986 78 第22卷 孙