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平行线弱电强磁下零序方向元件的改进

2016-02-01 11:18:20中国弱电招标网

  考虑到经济效益,目前同杆架设多回线及高低压输电线共用输电走廊得到了广泛的应用。随着城市电网的发展,电网连接形式越来越复杂,给继电保护工作带来了新的问题,如弱电强磁现象。弱电强磁的存在将会使目前仍广泛使用的高频零序方向纵联保护在相邻线接地故障时出现误动,这引起了继电保护工作者和研究者的重视。本文在总结避免弱电强磁下零序方向保护误动方案的基础上,提出了2种新型零序方向保护方案,利用电压作差的方式消除零序互感的影响,PSCAD/EMTDC仿真验证了其可行性。

  1误动案例茅山变电站500kV线路发生C相接地故障,相邻线路谏壁电厂至南凤变电站的2551线路两侧RCS901A纵联零序方向保护均于43ms动作(相对启动时间),两侧RCS901A单相跳闸,约0.9s后,重合闸动作并重合成功。

  系统接线图事后分析发现,2551线路并无故障,所以RCS901A保护属于误动作。究其原因,是由于零序互感的影响,在弱电情况下导致2551线路两端的RCS901A保护零序方向都判别为正方向。类似的误动案例在国内也时有发生,须引起电力工作者的重视。

  2解决方案针对上述RCS901A保护在弱电强磁的平行线中出现误动的现象,南京南瑞继保电气有限公司对RCS901A的保护程序进行了版本升级。在新的R2.20版本中,纵联零序方向保护的出口将负序方向元件的方向判别。实际上,接地故障后负序和零序具有相似的特点,唯一的区别是负序不受平行线互感影响,在弱电强磁条件下不会出现误判。此方法与提出的负序功率方向无本质区别。

  另外,针对弱电强磁的情况,提出了提高定值或者采用零序电流差动保护的方法,但是提高定值将使保护灵敏度降低,而高频保护中使用零序电流差动保护也不现实。

  单相接地故障前,故障相电压与零序电压反相且故障相电压不受相邻线零序互感的影响。利用该特点提出基于故障类型的零序方向元件,该方案能有效避免弱电强磁下相邻线单相接地故障时零序方向保护的误动,在实际应用中取得了一定的效果。

  无论是采用负序方向元件,还是利用故障前相电压作为比相电压,其核心思想还是力图避免零序互感的影响。考虑零序电压与相电压受到相同的零序互感影响,本文利用相互作差的电压作为零序方向判据的比相电压,从而达到消除零序互感电压的目的,为解决弱电强磁下零序方向保护误动提供了种新的思路。

  理想情况下,由于输电线路三相之间的对称性,有3新型零序方向保护方案传统的零序电流方向保护判据如下:向保护(判据为方案2;的零序方向保护不受影响。

  对于QF2侧保护,QF3的A相跳开前,零序方向元件判为正方向故障,跳开后应为反方向故障。

  为QF3侧A相电压和零序电压的变化图。

  由可以看出:140rns前,零序电压与A相电压反相;140ms后,零序电压与A相电压同相,表明零序电压在相邻线零序互感的作用下而反相,所以弱电侧易受到零序互感的影响而导致误判。

  表示的是不同时刻各电气量的相量图(以陈少华,梁志雄,孙何洪。电力网超高压平行双回线路弱电强磁现象仿真研究。电力系统保护与控制,2008,36(22):1-7.吴麟琳,黄少锋。零序互感对相邻线路纵联零序方向保护的影响。电力系统保护与控制,2011,39(3):24-28.索南加乐,孟祥来,陈勇,等。基于故障类型的零序方向元件。

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