PDF《平行线路跨线故障选相元件的动作分析》

C1 为正序电流分布系数;

I ?

1 g和I ?

2 g 分别为故障点处的正序电流和负序电流. 1.

2 零序和负序电流选相元件 根据保护安装处的零序电流和负序电流的相位 差进行选相, 并将相位差按照对应的故障类型进行 相区划分[

1 3 G

1 4] . 根据上述分析可知, 传统选相元件利用保护安 装处的序电流关系进行选相.对于单回线而言, 保 护安装处的序电流为故障点处对应序电流的分流. 双回线跨线故障时, 由于回线之间存在互感作用, 上 述关系可能不成立, 下面进行分析.

2 跨线故障时保护安装处的序电流分析 由于平行线路的线路参数多变, 为便于分析, 本561第4 0卷第1 2期2016年6月2 5日Vol.40N o .

1 2J u n e2 5,

2 0

1 6 D O I :

1 0.

7 5

0 0 / A E P S

2 0

1 5

1 0

3 1

0 0

3 文以两端无电气连接的同杆并架双回线为例, 假设 双回线的线路和系统参数均相同, 且正序阻抗和负 序阻抗相同, 并假设线路完全换相.平行线路之间 的正序和 负序互感很小, 通常分析时可以忽略不计[

1 5 G

1 6 ] , 所以下面分析时只考虑回线之间的零序互 感作用. 图1为跨线故障的零序网络图.定义电流正方 向为母线 指向线路.图中: α 为线路的比例系数;

ZM , ZN 和ZL 分别为 M 和N 侧系统的零序阻抗及 线路的零序阻抗;

Zm 0为回线间的零序互阻抗;

I ?

0 g和I?

0 g ( 2)分别为回线Ⅰ和回线Ⅱ故障点处的零序电流. 图1 跨线故障的零序网络 F i g .

1 Z e r o G s e q u e n c en e t w o r kw h e nc r o s s c o u n t r yf a u l t o c c u r s 利用叠 加原理, 考虑1-α≈C0 M , 且Zm

0 与ZM +ZL+ZN 相比数值较小, 分析可得保护安装处 的序电流为: I ?

0 M ≈C0 M I ?

0 g I ?

1 M =C1 M I ?

1 g I ?

2 M =C2 M I ?

2 g ì ? í ? ? ? ? (

2 ) 式中: C0 M , C1 M 和C2 M 分别为M 侧的零序、 正序和负 序电流分配系数. 由式(

2 ) 可知, 跨线故障时保护安装处的序电流 等于本回线故障点处序电流的分流.因此, 保护安 装处相电流差突变量的幅值仍然满足式( 1) .若忽 略阻抗中的电阻分量, 则M侧保护安装处的零序电 流与负序电流的相位差等于故障点处的相位差. 根据第1节和第2节的分析, 跨线故障时传统 选相元件的选相情况取决于故障点处的 序电流关 系.下面具体分析跨线故障时故障点处序电流的计 算方法.

3 跨线故障时故障点处序电流的计算方法 为计算故障点处的序电流, 首先分析跨线故障 时的序网络. 3.

1 跨线故障时的序网络分析 由于回线之间的正序和负序互感可以忽略, 所 以跨线故障时两回线的正序网络和负序网络与单回 线的相同. 由于回线间存在零序互感作用, 对于图1所示 的零序网络, 根据叠加原理, 可以得到两回线故障点 处的零序电压为: U ?

0 g≈-Z0 I ?

0 g- α( 1- α) Zm

0 I ?

0 g (

2 ) U ?

0 g ( 2)≈-Z0 I ?

0 g (

2 )- α( 1- α) Zm

0 I ?

0 g { (

3 ) 式中: Z0 为从故障点看入的零序等值阻抗. 由式(

3 ) 可以得到如图2( a ) 所示的等值零序网 络.采用等效处理, 可以得到如图2( b ) 所示的等效 电路.图中: Ze m

0 为从故障点看入的零序等值互阻 抗, Ze m 0= α( 1- α) Zm 0;

Z0 ′ =Z0-Ze m 0. 图2 跨线故障的等值零序网络 F i g .

2 E q u i v a l e n t z e r o G s e q u e n c en e t w o r kw h e n c r o s s c o u n t r y f a u l t o c c u r s 由上述分析可知, 跨线故障时两回线的零序网 络存在耦合关系.因此, 跨线故障时故障点处的序 电流计算需要将两回线的复合序网关联起来.下面 进行具体介绍. 3.