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零功方向元件接线及其正确性判别 |
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| 零功方向元件接线及其正确性判别 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:57:31  |
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杨皓
四川省南充电业局送变电公司继保班，四川南充637000
1前言
在110kV及以上中性点直接接地的双电源或多电源电网中，零功方向元件作为反映线路或设备接地短路的方向判别元件，它对保证零序过流保护动作的选择性，起着十分重要的作用。但在生产现场和实际工作中如果不注意其接线原则和利用负荷电流和工作电压来判别其接线的正确性，往往会造成零序保护的不正确动作，给电网和设备的安全运行造成很大的危害和影响。下面就常规保护和微机保护中零功方向元件的不同接线情况和判别方法进行讨论。
2常规保护中零功方向元件接线原则及其正确性判别
常规保护中常用的零功方向元件如：整流型LG-12，PXH-112四统一屏中LLG-2型等方向元件其灵敏角做成70°或80°。即为 超前 的角度，加入继电器电流线圈中的电流 加入继电器电压线圈中的电压为  。其接线如图1所示：
其接线原则为：电流线圈采用极性接极性原则，电压线圈采用极性接非极性原则。即TA二次线圈极性端并联后接GJ0的电流线圈的极性端，而电压线圈的极性端则接TV二次开口三角形绕组的非极端，而不论TV开口三角形绕组采用极性端或非极性端接地，以取得 之所以采用这样的接线原则是因为在系统中如图1所示发生正方向接地故障时，设为A相接地，考虑回路电阻后，其电流、电压相量如图2示，按规定的电流、电压正方向看， 相位角约95°～110°(对应于电源零序阻抗的阻抗角为70°～85°)。正方向发生两相接地短路时，如B、C相两相接地，考虑回路电阻， 的角度同单相接地时一样约为70°～85°，此时， 的相位关系如图3示，与单相接地情形相同。而在这两种情形下，继电器均应正确动作，且应工作在最灵敏的条件下，即GJ0的灵敏角应为φm＝-95°～-110°(30超前30的角度)，而由于制造原因实际生产的零功方向元件灵敏角φm＝70°～85°( 超前 的角度)，故接线时应人为地使 因而有上述接线原则。
在实际工作中，对GJ0的极性问题，除试验时应弄清楚GJ0继电器的灵敏角和极性端是否与实际相符外，还应在接线时，查清TV二次开口三角形来的[CM(22]两根电压线L和N哪个是极性端，哪个是非极性[CM)]端，这一点很重要。另外还可以通过测量TV二次星形绕组与开口三角形绕组各相之间的电位差值法作相量图来分析判别哪个为极性端。
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在弄清楚了继电器的接线情况之后，我们还有最后一道关口需要把握好，那就是在线路或设备带上一定的负荷之后，利用负荷电流和工作电压来对其接线的正确性进行综合分析和判断，这一点规程之中已有明确规定。下面举例说明其检验方法。在如图1所示系统中，设线路潮流为有功送出P＝+20MW,无功送出Q＝+11.5Mvar,cosφ＝0.87, ＝110kV。线路TA变比为：300/5可以算出二次负荷电流 ＝2A，φfh＝30°。 
根据TV二次开口三角形有①头接地如4(b)图；②尾接地如4(c)图两种情况，分别进行讨论，对于第①种情形(头接地时)，其测试方法如下：先将零功方向元件由TV二次开口来的L端接 线拆开，用临时线将S端(试验电压)接入继电器的L端上，然后再分别依次接入A、B、C相负荷电流进入继电器电流线圈中。(接入A相时，先将B、C相对N相短接然后断开它们与继电器的连接线。接入B、C相同理操作)? B相时GJ0行为不定，处于动作边界条件，接入C相时应动作，作相量图如图5所示。
与第①种情况完全相同，这里不再叙述。当然根据负荷潮流方向的不同和负荷性质的不同(φfh＝±90°之间)测试结果GJ0的动作行为也就不一样，因而必须通过相量图来进行分析判断以确定其接线的正确性。
3微机保护中零功方向元件接线及其正确性判别
?如今微机保护因其具有无比的优越性而相当普及了。例如在11型微机保护中，其零功方向元件可以通过软件制作成灵敏角为φm＝-95°～-110°，它直接反映了接地故障时超前的角度，(规定电流超前电压为负角度)，因而它的接线方式与常规保护中GJ0的接线原则是不一样的，其接线原则为：零序电流零序电压回路均采用极性接极性的原则。如图6所示，保护装置中零序电压回路U0N为极性端，3U0L为非极性端，3U0N接TV开口来的L或N的极性端， 为电流极性端接三相电流极性端之和，3I0为非极性端，接三相电流非极性端之和。 微机保护同样也应利用负荷电流和工作电压检验其回路接线的正确性，其方法是：先使装置进入不对应状态，然后分别接入A、B、C相负荷电流(接入一相时应将另两相短接后断开其与装置的连线)。用P键可打印出各CPU的3I0采样值，其幅值大小和相位均应与接入相电流相同，则3I0回路接线正确，然后再拆开TV开口来的L端接线后，将试验电压S端接入装置中，用P键和3键可打印出零序保护CPU3中的3U0的采样值，其幅值应比A相电压大3倍，相位应与之相同，则证明3U0回路接线是正确的。 因为微机保护中GJ0的动作行为无法单独测试，只有和零序方向过流保护一起进行检验，测试前应准备一只中间继电器ZJ，按图7所示接线，并且将零序保护中的某一段如零序Ⅳ段定值和启动值均改为I04＜Ifh，I0QD＜Ifh，小于负荷电流，并将控制字中该段方向投入，并经3U0突变控制，测试前应断开
一相电压，使PTDX信号发出，以使零序保护方向元件采用外部3U0，如前例所示系统，合上开关K后然后再打开，当接入A相电流时保护不动作，接入B相时行为不定，接入C相时保护应动作并打印出“I04CK”“跳C(单重)”或“三跳”指示灯应点亮，并通过打印报告可分析判断3I0与3U0相位是否正确，若检验后结果与上述分析相符，则可以证明零序保护中GJ0接线是正确的，最后将定值及接线复原即可。4结束语 通过以上分析不难看出，零序方向元件因其灵敏角不同因而接线原则也就不一样，这一点必须引起注意，实际工作因零序电压回路极性接错而导致保护不正确动作的事例各地时有发生，最关键的一点就是没有弄清GJ0的灵敏角以及继电器或保护装置的极性端与TV开口三角形极性端之间的关系。因此现在有的厂家生产的保护装置不考虑采用外部开口3U0接线。这样可以减少错误的发生。我局零功方向元件经过上述试验判断，一直运行正常。
参考文献［1］高永昌.电力系统继电保护［M］.北京：水利电力出版社，1988，11.
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