相間距離保護(hù)定值的手動(dòng)校驗(yàn)方法

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司韶關(guān)供電局 宋述宏

1 引言

近些年來(lái)，隨著繼電保護(hù)調(diào)試儀器的智能化發(fā)展，不僅界面簡(jiǎn)單、直觀、易于操作，而且測(cè)試菜單也是與各使得現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)人員，在進(jìn)行繼電保護(hù)裝置各項(xiàng)保護(hù)功能檢驗(yàn)，變得更加簡(jiǎn)單，高效。目前現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)維護(hù)人員在進(jìn)行設(shè)備檢驗(yàn)時(shí)，相比保護(hù)裝置而言，二次回路自然最重要。也正因?yàn)榇?，?duì)于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員來(lái)說(shuō)，往往都會(huì)忽略對(duì)保護(hù)動(dòng)作原理的研究，在進(jìn)行保護(hù)功能校驗(yàn)時(shí)，大多數(shù)都不愿對(duì)復(fù)雜或者只是表面復(fù)雜的保護(hù)邏輯進(jìn)行手動(dòng)加量測(cè)試，而是依賴(lài)于調(diào)試儀的自動(dòng)計(jì)算功能。長(zhǎng)此以往，勢(shì)必會(huì)對(duì)繼電保護(hù)從業(yè)人員理解保護(hù)動(dòng)作原理、進(jìn)行事故處理分析，產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。

隨著數(shù)字化變電站的相繼試運(yùn)投產(chǎn)，將來(lái)常規(guī)變電站將被逐步淘汰。那么對(duì)于繼電保護(hù)而言，所有的二次回路將被光纖取代，那時(shí)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員對(duì)保護(hù)裝置功能的理解將變得尤為重要。因此，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)功能檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能使用手動(dòng)加量的方法，以加深對(duì)保護(hù)功能的理解。本文通過(guò)對(duì)看似計(jì)算復(fù)雜的相間距離保護(hù)定值校驗(yàn)進(jìn)行分析，推導(dǎo)出簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程的公式，從而使調(diào)試人員在調(diào)試儀手動(dòng)菜單中，輕松完成對(duì)相間距離保護(hù)定值的校驗(yàn)。

2 相間故障動(dòng)作邊界分析

以AB相間短路為例，如圖1所示。

圖1 AB兩相短路故障系統(tǒng)圖

短路點(diǎn)邊界條件：

對(duì)于金屬性短路有Zf=0，則根據(jù)以上邊界條件可以推出

如下故障點(diǎn)序量關(guān)系，其中特殊相為C相。

即故障點(diǎn)各相電流、電壓關(guān)系：

D點(diǎn)電壓和電流的相量圖如圖2所示：

圖2 故障點(diǎn)相電壓及序量圖

綜上結(jié)論，當(dāng)AB發(fā)生金屬性相間短路故障時(shí)，若忽略C相負(fù)荷電流，可得各相電流電壓關(guān)系如下：

3 相間距離保護(hù)定值檢驗(yàn)

從以上公式可知，需已知故障電壓或電流其中一值，才能計(jì)算出另一對(duì)應(yīng)值，因此，計(jì)算主要有兩種簡(jiǎn)化方法，即固定電流法和固定電壓法，本文僅討論固定電流法，固定電壓法讀者可自行推算。

本文在進(jìn)行相間距離保護(hù)定值校驗(yàn)時(shí)，為便于計(jì)算，本文假設(shè)故障為金屬性AB相間故障（AC、BC類(lèi)推），C相負(fù)荷電流忽略不計(jì)，且AB相故障電流固定不變，電流值大小可任取，但角度應(yīng)取與Uc夾角為90度。以上條件對(duì)于定值校驗(yàn)無(wú)任何影響，僅用于簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。

已知定值單相間距離I段整定阻抗為Zab∠θ=5∠70，非故障相C相電流為0， C相電壓為Uc∠ 1 20。同時(shí)，為便于計(jì)算，取調(diào)試儀輸出的A相故障模擬電流為Ia∠ ( 120 - 90 -θ)。根據(jù)以上公式便可計(jì)算出：

且已知，Zab∠θ=5∠70， I c=0，Uc∠1 20 = 57.735∠ 1 20，A相電流幅值可任取，這里區(qū)3A整，則

1. 當(dāng)K=1.1，即在相間距離I段范圍外故障時(shí)，

按以上故障模擬量輸入裝置，則相間距離保護(hù)I段可靠不動(dòng)作。

2. 當(dāng)K=0.7，即在相間距離I段范圍內(nèi)故障時(shí)

按以上故障模擬量輸入裝置，則相間距離保護(hù)I段可靠動(dòng)作。

其它相間如AC、BC相間故障時(shí)，依次類(lèi)推計(jì)算即可。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)人員在進(jìn)行保護(hù)裝置功能校驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡量通過(guò)手動(dòng)計(jì)算來(lái)確定各種類(lèi)型故障時(shí)所需的電流電壓模擬量輸出值，這樣可以加深對(duì)保護(hù)裝置保護(hù)原理的理解，從而提高現(xiàn)場(chǎng)缺陷或事故分析處理能力。

[1]王毓東. 《電機(jī)學(xué)》，浙江大學(xué)出版社.