CN102882191A - 一种阻抗元件的定值整定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻抗元件的定值整定方法，包括：对于0°接线阻抗元件，根据线路最大负荷电流计算偏移阻抗元件的定值，按躲过线路最小负荷阻抗Z_fH、Min来选择其动作阻抗Z_Y；其中，

β＝cos^-1[(1-2K)sin(φ_Y-φ_K)]。

Description

一种阻抗元件的定值整定方法

技术领域

本发明涉及在电网中线路整流型距离保护领域，尤其是涉及一种阻抗元件的定值整定方法。

背景技术

近年来，线路整流型距离保护在电网中已广泛应用，其III段阻抗元件一般均为偏移特性。因偏移阻抗元件像所保护的反方向偏移10～20％，使其躲负荷电流计算动作阻抗的方法有别于方向阻抗元件。若沿装方向阻抗元件计算允许负荷电流(或功率曲线)的方法，必然要产生很大的误差，特别是在功率因数较高，线路阻抗角交大的输电线路上，产生的偏差值更大，有可能引起距离III段过负荷误动跳闸。

本发明针对上述问题，分析了0°接线、-30°接线及+30°接线的偏移阻抗继电器，躲负荷电流计算动作阻抗的原则和方法，并导出相应的计算公式。在距离III段动作阻抗已确定的情况下，又对计算保护允许负荷电流和利用阻抗——导纳圆的反演关系，求作保护允许功率圆的方法作了讨论和说明。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻抗元件的定值整定方法。

一种阻抗元件的定值整定方法，包括：

对于0°接线阻抗元件，根据线路最大负荷电流计算偏移阻抗元件的定值，按躲过线路最小负荷阻抗Z_fH、Min来选择其动作阻抗Z_Y；

其中， $Z_Y=\frac{2Z_{\mathrm{dZ}}(1-K)\sin ({\mathrm{\φ}}_Y-{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}})}{\cos (\mathrm{\β}-{\mathrm{\φ}}_y+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}})},$ $Z_{\mathrm{dZ}}=\frac{K_V{U}_{\mathrm{\φ}}}{K_K{K}_f{I}_{\mathrm{fH}.\max }}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}}}=K_Z{Z}_{\mathrm{fH}\·\min }{e}^{j{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}}},$

β＝cos^-1[(1-2K)sin(φ_Y-φ_K)]，

K_K：可靠系数取1.2；K_f：返回系数取1.15～1.25；K_Z：包括K_KK_f的综合系数一般可取0.7；K_V：运行电压偏低系数取0.9～0.95；I_fH.max：线路最大负荷电流；U_φ：额定相电压；φ_fH：负荷阻抗角；φ_Y：灵敏角。

一种阻抗元件的定值整定方法，包括：

对于-30°接线阻抗元件，设定阻抗元件在灵敏角φ_Y下的整定阻抗Z_Y：其中，

β＝cos^-1[(1-2K)sin(φ_Y-φ_fH+30°)]，

K_Z：包括K_KK_f的综合系数一般可取0.7；K_V：运行电压偏低系数取0.9～0.95；I_fH.max：线路最大负荷电流；U_φ：额定相电压；φ_fH：负荷阻抗角；φ_Y：灵敏角。

本发明的阻抗元件的定值整定方法所获得的阻抗元件的定值误差较小。

附图说明

图1是本发明实施例中Z_Y与的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

一、基本公式

设偏移特性阻抗元件在灵敏角中φ_Y下的动作阻抗为Z_Y，在任意角度φ_K下的动作阻抗为

如图1所示。

阻抗元件偏移度K：

$K=\frac{\left|Z_Y^{\′}\right|}{\left|Z_Y\right|+\left|Z_Y^{\′}\right|}$

由此得出反向偏移阻抗Z′_Y为：

$Z_Y^{\′}=\frac{K\left|Z_Y\right|}{1-K}$

其中φ_Y和φ_K分别为Z_Y和

的角度。

由正弦定理，在三角形OMN中有，角度β经推导有：

β＝cos^-1[(1-2K)sin(φ_Y-φ_K)]…………………………(1)

则Z_K的计算式有：

$Z_K=\frac{Z_Y\cos (\mathrm{\β}-{\mathrm{\φ}}_Y+{\mathrm{\φ}}_K)}{2(1-K)\sin ({\mathrm{\φ}}_Y-{\mathrm{\φ}}_K)}\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

当K＝0.5时

由(1)式：β＝cos^-10＝90°

Z_K＝Z_Y

代入(2)式可得：

相当于全圆特性阻抗元件。

当K＝0时

代入(2)式可得：

相当于方向特性阻抗元件。

二、躲负荷电流计算阻抗元件定值方法

(一)0°接线阻抗元件(适用于接线)

根据线路最大负荷电流计算偏移阻抗元件的定值，应按躲过线路最小负荷阻抗Z_fH、Min来选择其动作阻抗。设Z_dZ为负荷阻抗角φ_fH下的继电器器动作阻抗(以下同)，由图1可知：

$Z_{\mathrm{dZ}}=\frac{K_V{U}_{\mathrm{\φ}}}{K_K{K}_f{I}_{\mathrm{fH}.\max }}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}}}=K_Z{Z}_{\mathrm{fH}\·\min }{e}^{j{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}}}\·\·\·\·\·\·\left(3\right)$

其中：K_K：可靠系数取1.2；

K_f：返回系数取1.15～1.25；

K_Z：包括K_KK_f的综合系数

一般可取0.7；

K_V：运行电压偏低系数取0.9～0.95；

I_fH.max：线路最大负荷电流；

U_φ：额定相电压；

φ_fH：负荷阻抗角。

阻抗元件在灵敏角φ_Y下的整定阻抗由(1)和(2)式求得，用Z_dZ取代Z_K有：

$Z_Y=\frac{2Z_{\mathrm{dZ}}(1-K)\sin ({\mathrm{\φ}}_Y-{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}})}{\cos (\mathrm{\β}-{\mathrm{\φ}}_y+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}})}\·\·\·\·\·\·\left(4\right)$

其中β值由(1)式算出。

(二)-30°接线阻抗元件(适用于

接线)

在重负荷线路的送电端，为提高阻抗元件躲负荷性能，采用-30°接线的偏移阻抗元件，在负荷功率角较小时，其效果是很显著的。

在正常负荷(或三相短路)时，-30°接线的阻抗元件感受的负荷阻抗力：

由图1可以看出，继电器在(φ_fH-30°)角下的动作阻抗应为：

阻抗元件在灵敏角φ_Y下的整定阻抗为：

其中β＝cos^-1[(1-2K)sin(φ_Y-φ_fH+30°)]………………(8)

得(7)式与(4)式相比较可知，-30°接线偏移阻抗元件定值计算时，用φ_fH-30°取代(4)式中φ_fH即可，角β的计算与之类同。同样+30°接线偏移阻抗元件定值计算时，只须用φ_fH+30°取代(4)式中的φ_fH即可。

应当说明，由(7)式计算的整定阻抗Z_Y，是相应路线发生两相短路的继电器动作阻抗(设φ_Y＝φ_xl)，三相短路的动作阻抗为图中虚线

的幅角

当K＝0.2时：β＝cos^-1[(1-2×0.2)sin30°]＝72.5°

由此可见，三相短路时，-30°界限的偏移特性和方向特性阻抗继电器测量阻抗是不相等的，后者

显而易见，在这种情况下，偏移阻抗元件的保护范围要略为伸长。

为了举例说明本发明的实现，描述了上述的具体实施方式。但是本发明的其他变化和修改，对于本领域技术人员是显而易见的，在本发明所公开的实质和基本原则范围内的任何修改/变化或者仿效变换都属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (2)

1.一种阻抗元件的定值整定方法，其特征在于，包括：

对于0°接线阻抗元件，根据线路最大负荷电流计算偏移阻抗元件的定值，按躲过线路最小负荷阻抗Z_fH、Min来选择其动作阻抗Z_Y；

其中， $Z_Y=\frac{2Z_{\mathrm{dZ}}(1-K)\sin ({\mathrm{\φ}}_Y-{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}})}{\cos (\mathrm{\β}-{\mathrm{\φ}}_y+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}})},$ $Z_{\mathrm{dZ}}=\frac{K_V{U}_{\mathrm{\φ}}}{K_K{K}_f{I}_{\mathrm{fH}.\max }}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}}}=K_Z{Z}_{\mathrm{fH}\·\min }{e}^{j{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{fH}}},$

β＝cos^-1[(1-2K)sin(φ_Y-φ_K)]，

K_K：可靠系数取1.2；K_f：返回系数取1.15～1.25；K_Z：包括K_KK_f的综合系数

一般可取0.7；K_V：运行电压偏低系数取0.9～0.95；I_fH.max：线路最大负荷电流；U_φ：额定相电压；φ_fH：负荷阻抗角；φ_Y：灵敏角。

2.一种阻抗元件的定值整定方法，其特征在于，包括：

对于-30°接线阻抗元件，设定阻抗元件在灵敏角φ_Y下的整定阻抗Z_Y：其中，

β＝cos^-1[(1-2K)sin(φ_Y-φ_fH+30°)]，

K_Z：包括K_KK_f的综合系数

一般可取0.7；K_V：运行电压偏低系数取0.9～0.95；I_fH.max：线路最大负荷电流；U_φ：额定相电压；φ_fH：负荷阻抗角；φ_Y：灵敏角。

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