CN101183789B - 适用于串联电容补偿线路的复合特性阻抗的设置方法 - Google Patents

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Abstract

适用于串联电容补偿线路的复合特性阻抗的设置方法，①构造常规的接地距离继电器和相间距离继电器；②构造与距离继电器配合使用的电抗继电器；③以上述常规继电器和阻抗继电器为基础，设置不同时间记忆特性，形成两个记忆时间不同的阻抗继电器，即零序电抗继电器和电抗继电器，记忆时间分别为t、T；④根据记忆时间不同阻抗继电器的动作特性，设计动作时序逻辑，即若阻抗继电器同时动作，则认为是正向故障，距离保护可靠判为正方向；若短记忆阻抗继电器先于长记忆动作，则闭锁逻辑起动，距离保护判为反方向。

Description

适用于串联电容补偿线路的复合特性阻抗的设置方法
技术领域
本发明涉及电力系统的保护方法，尤其是一种适用于串联电容补偿线路的复合特性阻抗的设置方法，这种复合特性阻抗很好地解决了常规阻抗元件在串联电容补偿线路发生故障时失去方向性的问题。
背景技术
输电线路串联电容补偿是提高系统稳定运行的重要措施。在超高压远距离输电线路上，为了提高系统运行的稳定性和输电线路的输送容量，采用在输电线路上加装串联补偿电容的办法，用串联补偿电容的容抗部份地补偿输电线路的感抗，使两侧电源间的总电抗减少，联系更加紧密，从而提高系统运行的稳定性。
尽管线路串联电容补偿具有明显的经济效益，但串补装置的存在破坏了传输线路阻抗的均匀性。作为一个集中的负电抗，线路中串补及其辅助设备的接入影响了系统的电气特征，使其不同于常规线路的电气量特点，给保护尤其是线路保护带来新的问题：串补电容的集中负电抗特性对继电保护尤其是线路距离保护故障情况下会造成电压反向或电流反向，从而导致线路误动或拒动。
发明内容
本发明的目的是：克服现有距离保护中阻抗元件(或称继电器)在反向经电容短路故障时阻抗继电器失去方向性而误动作的缺陷，提出一种新的复合特性阻抗，通过设置两个不同记忆特性的距离继电器，根据两继电器在故障情况下的动作时序逻辑判断故障的性质--正方向或反方向，解决了传统阻抗元件反方向故障情况下的误动作。此发明提出的新方法无需附加整定定值，在微机保护中可方便地实现。
本发明提出的新型复合特性阻抗可以这样实现：适用于串联电容补偿线路的复合特性阻抗的设置方法：①构造常规的接地距离继电器和相间距离继电器：
接地距离继电器：
工作电压：UOPΦ＝UΦ-(IΦ+K×3I0)×ZZD
极化电压：UPΦ＝-U1Φ
相间距离继电器：
工作电压：UOPΦΦ＝UΦΦ-IΦΦ×ZZD
极化电压：UPΦΦ＝-U1ΦΦ
其中，U1Φ、U1ΦΦ为相、相间的正序电压；
UΦ、UΦΦ、IΦ、IΦΦ为相、相间的电压和电流
I0为零序电流
K为零序补偿系数
ZZD为整定阻抗；
②构造与距离继电器配合使用的电抗继电器零序电抗继电器(与接地距离继电器配合使用)：
工作电压：UOPΦ＝UΦ-(IΦ+K×3I0)×ZZD
极化电压：UPΦ＝-I0×ZD
ZD为模拟阻抗。
比相方程为
Figure G2007101339253D00021
电抗继电器(与相间距离继电器配合使用)：
工作电压：UOPΦΦ＝UΦΦ-IΦΦ×ZZD
极化电压：UPΦΦ＝-IΦΦ×ZD
ZD为模拟阻抗。
比相方程为：
Figure G2007101339253D00022
其中，UΦ、UΦΦ、IΦ、IΦΦ为相、相间的电压和电流，I0为零序电流，K为零序补偿系数，ZZD为整定阻抗；
③以常规继电器为基础，通过设置不同时间记忆特性，形成两个记忆时间不同的阻抗继电器，阻抗继电器在记忆的情况下，反向故障的特性为一抛圆，如图5中的C2，其与电抗线X无共同的动作区而不会误动，但是当记忆消失时动作圆变为C1就有可能误动。在正向故障时这两个阻抗继电器同时动作，而在反向故障时，记忆时间短的先误动，长的后动作
④根据记忆时间不同阻抗继电器的动作特性，设计动作时序逻辑，即若阻抗继电器同时动作，则认为是正向故障，距离保护可靠判为正方向；若短记忆阻抗继电器先于长记忆动作，则闭锁逻辑起动，距离保护判为反方向；这就有效防止了反向经电容短路故障阻抗继电器失去方向性。
2.适用范围
这种新型复合特性阻抗适用于串联补偿电容输电线路及相邻线路的保护判据。
本发明的改进是：串补电容的集中负电抗特性对继电保护尤其是线路距离保护故障情况下会造成电气量反向，从而导致线路误动或拒动。通过设置记忆时间不同的阻抗元件形成新型复合特性阻抗，有效防止了反向经电容短路故障阻抗继电器失去方向性。
本发明的特点是：解决了常规阻抗元件在串联电容补偿线路发生故障时失去方向性的问题，本发明不增加额外定值，且在微机保护中易于实现。
附图说明
图1是阻抗元件在正向故障时的暂态动作特性
图2是阻抗元件在反向故障时的动作特性
图3是阻抗元件三相短路的稳态特性
图4是与阻抗元件配合的电抗器特性，
图5是串补阻抗的变化特性图
具体实施方式
本发明的接地相间距离继电器和阻抗继电器，由常规电参量形成回路、比相器、执行机构等构成，电参量形成回路均采用现有电路，即包括两相间工作电压形成回路——即相间电压同此两相间电流与阻抗的值整定后一道输入减法器后的输出工作电压；相间正序电压形成回路；相间负序电流形成回路；另序电流过滤器。上述每个电参量形成回路输出接入比相器，比相器输出接执行机构。
继电器的逻辑按上述方法。

Claims (1)

1.适用于串联电容补偿线路的复合特性阻抗的设置方法，其特征是
①构造常规的接地距离继电器和相间距离继电器：
接地距离继电器：
工作电压：UOPΦ＝UΦ-(IΦ+K×3I0)×ZZD
极化电压：UPΦ＝-U1Φ
相间距离继电器：
工作电压：UOPΦΦ＝UΦΦ-IΦΦ×ZZD
极化电压：UPΦΦ＝-U1ΦΦ
其中，U1Φ、U1ΦΦ为相、相间的正序电压；UΦ、UΦΦ、IΦ、IΦΦ为相、相间的电压和电流、I0为零序电流、K为零序补偿系数、ZZD为整定阻抗；
②构造与距离继电器配合使用的电抗继电器：
与接地距离继电器配合使用的零序电抗继电器：
工作电压：UOPΦ＝UΦ-(IΦ+K×3I0)×ZZD
极化电压：UPΦ＝-I0×ZD  ZD为模拟阻抗
比相方程为
Figure F2007101339253C00011
与相间距离继电器配合使用的电抗继电器：
工作电压：UOPΦΦ＝UΦΦ-IΦΦ×ZZD
极化电压：UPΦΦ＝-IΦΦ×ZD  ZD为模拟阻抗，
比相方程为：
Figure F2007101339253C00012
其中，UΦ、UΦΦ、IΦ、IΦΦ为相、相间的电压和电流，I0为零序电流，K为零序补偿系数，ZZD为整定阻抗；
③以上述常规的接地距离继电器和相间距离继电器和电抗继电器为基础，设置不同时间记忆特性，形成两个记忆时间不同的电抗继电器，记忆时间分别为t、T；记忆时间不同的电抗继电器动作特性为：电抗继电器在记忆的情况下，反向故障的阻抗特性为一上抛圆；在正向故障时这两个电抗继电器同时动作，而在反向故障时，记忆时间短的t的先动作，记忆时间长的T的后动作；
④根据记忆时间不同的电抗继电器的动作特性，设计动作时序逻辑，即若电抗继电器同时动作，则认为是正向故障，距离保护判为正方向；若短记忆电抗继电器先于长记忆电抗继电器动作，则闭锁逻辑起动，距离保护判为反方向；这就有效防止反向经电容短路故障阻抗继电器失去方向性。
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