李松涛1 田维1 陈录2 1.黑龙江省电力科学研究院 哈尔滨市香坊区建北街61号 150030 2.黑河电业局
由于工频变化量距离保护具有能够明确区分保护区内、外故障,动作速度快,躲过渡电阻能力强,不反映系统振荡等优点,故南瑞继电保护公司在LFD-902A微机线路保护中采用其作为主保护之一。 有关其整定值的校验方法,最近国家电力调度通讯中心编著的《电力系统继电保护规定汇编》(简称《规定》)和《电力系统继电保护实用技术问答》(简称《问答》)中介绍了两种截然不同的试验方法。表1列出了这两种方法对应不同类型故障时的公式,并给出了越南协福电厂110kV线路此保护的试验结果。
表1 LFP-902A微机工频变化量距离保护的公式及试验结果
项 目
单相接地
相间短路
规 定
公式
U=(1+K)IDzd+(1-1.05m)UN
U=2IDzd+(1-1.05m)×100
m
0.9
1.1
0.9
1.1
故障电压(V)
16.76
4.64
20.52
-0.48(14.53)
装置一试验结果
不动作
不动作
不动作
不动作
装置二试验结果
不动作
动作
不动作
动作
问 答
公式
U=m(1+K)IZset-3
U=2mIZset-3
m
0.9
1.1
0.9
1.1
故障电压(V)
9.22
11.94
10.51
13.52
装置一试验结果
A相:动作 B、C相:不动作
均不动作
不动作
不动作
装置二试验结果
C相:动作 A、B相:不动作
均不动作
不动作
不动作
注: 1.Dzd=Zset=7.508Ω K=0.809; 2.故障前为空载,故障电流为1A,故障电压为表1依公式得出的计算值; 3.由于《规定》中对应相间短路公式计算得出的故障电压小于零,为保证其值在0~UN之间,试验时采用在故障电流为2A的故障电压值(括号内所示)。 由表1可明显看出,无论对接地故障还是相间故障,《问答》中的试验方法均不可能可靠地校验保护定值。下面在简述其动作原理的基础上对此进行具体的分析。
1 工频变化量距离保护动作方程
附图为保护区内故障时工频变化量距离保护的原理图,其在故障时比较两个电压变化量:动作电压:
|ΔUop|=|ΔU|+|ΔI|.Zset (1)
门坎电压:
UZ=|ΔEp| (2)

附图 区内故障电压分布图
动作电压反应的是整定点处的电压变化,而门坎电压反应的是故障点处的电压变化,当在保护区内发生故障时,则有动作方程:
|ΔUop|>Uz (3)
2 两种试验方法的分析和讨论
试验时,故障前为空载、额定电压UN,假设故障后电压为U、电流为I,则公式(1)变为:
|ΔUop|=|U-UN|+IZset=UN-U+IZset
考虑到金属性故障且故障点处5%暂态误差的影响,式(2)门坎电压应为105%UN,则式(3)动作方程为:
UN-U+IZset>105%UN (4)
2.1 《问答》中方法的分析 对式(4)化简有: U<IZset-5%UN 根据《线路微机保护检验规程》,应校验保护定值在最大10%偏差时保护的动作情况,故有:
U=I(mZset)-5%UN
m=0.9时保护应可靠动作,m=1.1时保护应可靠不动作。对应各种故障有: 单相接地故障:
U=m(1+K)IZset-5%×100/ = m(1+K)IZset-3 (5)
相间短路故障:
U=2mIZset-5%×100=2mIZset-5 (6)
比较式(5)、(6)和表1《问答》中公式可见,《问答》中对应相间短路故障的公式是错误的,这和试验结果是吻合的。依修正后的公式(6)作试验的结果如表2所示。 从表1和表2的试验结果可看出,按照修正后的公式仍不能可靠地校验出保护的动作区。同样的定值、不同装置的试验结果不一样,说明此保护的离散性较大,这主要受装置本身采样的精度(误差)影响,导致保护范围有偏差,影响了其作为主保护的可靠性和准确性。故我们建议不能只用此保护作唯一主保护,必须和其它的快速保护(如零序)配合使用。
表2 依修正公式的试验结果
修正公式
U=2ImZset-5
m
0.9
1.1
故障电压(V)
8.51
11.52
装置一试验结果
AC、AB、ABC相间:动作 BC相间:不动作
不动作
装置二试验结果
AC相间:动作 BC、CA、ABC相间:不动作
不动作
2.2 《规程》中公式的分析和讨论 和公式(4)比较不难看出,此方法是按门坎电压的10%偏差得出的,则式(4)为:
UN-U+IZset=m.105%UN
m=0.9时保护可靠不动作,m=1.1时应可靠动作。对应各种故障有: 单相接地:
U=(1+K)IZset+(1-105%m)×57.7 (7)
相间短路:
U=2IZset+(1-105%m)×100 (8)
由此公式得出的结果和试验结果是一致的,但需指出的是;此公式是按门坎电压的10%偏差校正的,其所对应的故障阻抗范围又如何呢? 依故障点电压有等式:
IZset+(1-105%m)UN=IZ-5%UN
化简有: Z=Zset+105%(1-m)UN/I 单相接地:
Z=Zset+105%(1-m)UN/[(1+K)I] (9)
相间短路:
Z=Zset+105%(1-m)UN/(2I) (10)
表3为依据上式计算的阻抗范围。
表3 故障阻抗范围
故障类型
单相接地
相间短路
m
0.9
1.1
0.9
1.1
Z(Ω)
10.857
4.159
12.758
2.258
Z/Zset
145%
55%
170%
30%
Z/ZL
123%
47%
145%
26%
[1] [2] 下一页
|