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浅析提升高压线路保护选相元件性能的方法

作者: 发布时间:2020-01-22 13:04:06 阅读: 36 次

摘要:本文分析了在线路发生故障时,高压线路保护选相元件出错的原因,同时提出了相应的选相方法。就是当发生系统的单项故障的时候,三个相间故障弧光电压的计算值都不会低于相间短路时候的弧光电压特点,结合突变量进行选相、序分量选相利用相间故障弧光电压的计算结果对选相结果进行检测,从而能够达到选相的目的。解决了线路保护中的当出现单项故障时,误跳三相的问题。这种方法具有灵敏度高等特点,不会受到分支洗漱和系统运行方式的影响。

0前言

在电力系统的输电线路的故障过程中,有将近4/5以上是单相接地故障,在这些故障的过程当中又有70%以上是瞬时性的故障,采用单相自动重合闸可以有效的提高电力系统的可靠性,因此,就需要在高压线路保护系统中采用具有选相的元件,如果系统中出现故障情况的时候,首先的动作时切断发生故障的相,然后就能够对单相重合闸。

现在市场上的线路保护中,采取何种方法进行选相是一个难点,特别是在线路末端发生故障的时候,就更难进行选相,特别是在弱馈线路的表现上更为明显。

1、采用突变量原理的选相元件和它存在的问题

现在市场上广泛使用的是突变量电流选相元件,它的工作原理是,如果采用元件发生故障时,工作的三个象限之间的电流的差值,会出现突然的改变,这种元件就是通过这个突变量进行选相的。如果这种选相元件想要获得准确的选项结果,就需要对系统的正负序的电流的分支系数的值是一个相等的值,并且要求在故障发生的初始阶段的时候,这个条件能够依然的成立。但是,当故障发生的时间变长的时候,这个条件就不会成立。这样就不适合突变量电流元件的工作原理,就会造成误选相。出现这种情况之后,就会很容易吧单相的故障选成了相间故障。

这种选相方法的特点是:灵敏度高、过渡电阻大同时系统振荡或系统频率的偏差具有不误动的特点,虽然这种方法具有很多的有点,但是这种方法有弱馈侧选相不足等缺陷。

为了弥补这一缺点和缺陷,在现有的市场上,出现一种产品,这种产品是复合了电压电流的突变值进行选相的方法,这种方法的出现是对现有的电流值的突变量技术的一种改进,这种方法的具有自动适应强等特点。当系统中有强电源的时候,就会导致安装的地方的突变量较小,如果这种情况发生以后,这种采用新技术的复合方法就和上边的采用电流突变量的方法的原理类似了。对于刚才介绍的弱馈系统,因为电流的变化量非常的小,采用复合的方法进行选相的方法的本质上就是对电压的差值进行选相。如果系统是弱馈系统的时候,因为电流的突变量相对来说比较小,复合电流电压突变量选相的本质上就是相电压差突变量选相。这种方法的总体性能相对来书比较高,在以后的选用的时候,应该优先选用。

2、采用稳态量原理选相元件以及采用这种方法后存在的问题

在现在市场上,常用的产品采用的稳态量选相方案是,采用序分量分区和阻抗选相的方法,这种方法的选相过程是首先通过灵序分量或者零序电压对系统是否存在接地故障进行相应的判断,然后把得到的结果进行分析,把出现的6种接地情况在3个区间之内,找到这几种情况之后,根据每个区间的情况进行分析,并在区间内,都只包括一种单相接地或者一种或者两种的双相接地,并通过阻抗的最终情况来确定相应的最终接地故障情况。

现有的选相元件之中,有很多对于故障分区的方法,这些方法包括有序电流分区法以及有序电压电流分析法,。序电流的分析方法是指,通过I0I2的序电流的相位之差进行细分,把前面的故障情况细分到数个区间之中,这些区间的差异,出现在每个区间的数目之上。对于电压电流序分量分区法则是通过对选用的点处的电压和电流的补偿电压和补偿电流的关系进行分区,和序电流的分区方法相比,这种方法有很好的同时满足强、弱电源分区的优点。

在系统出现单相接地以及两相接地的情况的时候,我们就会发现在全部的系统当中就会有零序和负序电流的出现;当出现相间短路的情况之后,系统中就会相应的有负序电流的存在。如果系统中出现三项的故障后,在系统之中往往就只有正序电流,我们采用序电流进行选相的方法就被称作序分量选相。但是在使用序分量选相元件时,要遵循相应的流程,首先就要判断是否存在零序及负序电流。因此要在判断的时候才用一定的阈值作为浮动,从而保证系统的可靠性。

系统的实际工作过程中,由于系统的运行方式有很大的不同,出现单相故障的时候,保护元件能够感受到的零序的电流非常少。当线路的末端发生了接地故障,在本侧流过的零序电流就有可能非常小,难以进行检测,因为保护元件检测不到相应的零序电流,就只能检测出正序和负序的电流,就会导致相间的故障,从而导致保护会错误的切换到三相状态之下。

3、改进的实用选相方案

通过以上的分析,要想实现对于选相元件的准确性与可靠性的提高,当出现特殊的情况的时候,可以在特殊的情况之下,对保护远近的选相进行相关的设定,从而保证选相要求,根据这些要求,本论文所选用的最终的选相方案如下:

 1) 如何进行分区: 采用补偿电压的零序分量与负序分量比相分区。角度边界划分采用[210°,330°] 90°,210°],[-30°,90°],一共分为这3个范围,并且把这3个区间分别对应为A,B,C。 可以保证分区方案能够满足系统的自动适应强、弱电源的要求。

2)采用何种方法进行: 系统采用全阻抗继电器加上距离第三象限段整定方法来最终就能够保证选相元件能够具有足够高的灵敏度。

针对这种改进方法,我们对高压线路保护选相元件的性能进行综合性的分析,并得到了最后的结果,最后的结果发现,这种新的方法和其它两种方法进行比较具有明显的优越性。

4、结论

这片论文的结构是,首先在介绍现有的广泛使用的选相元件的基础上,根据现在的市场上的选相方案在以下几种情况下可能发生的问题,如弱馈侧选相、灵敏度配合以及系统振荡的情况下存在的问题,提出了作者思考后的序电压选相方案。然后根据这种的选相方案进行了相关的实验,并能够从最终的测试结果中发现采用改进后的方法可以有很大的提升,这种方法能够提高系统的可靠性,从而能够更好的满足系统的标准。

参考文献:

[1] 徐振宇, 杨奇逊, 刘万顺, .一种序分量高压线路保护选相元件[J].中国电机器工程学报,1997.

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