中性點不接地系統(tǒng)獲取序分量討論

劉華斌 許建安

福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建 永安 366000

0 引言

用對稱分量分析電力系統(tǒng)故障時，各序分量可反映不同的故障，相間不對稱故障時，除了正序量外還存在負(fù)序分量；接地故障時，系統(tǒng)中出現(xiàn)三序分量；對稱短路時，僅存在正序分量［1-2］。由序分量或序分量突變量構(gòu)成的保護因靈敏度高而得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)保護中由序分量濾過器獲取序量，微機保護由移相算法實現(xiàn)。在中性點不接地系統(tǒng)中電流互感器通常僅在A、C兩相上安裝，本文對兩相式電流互感器獲取序分量的問題展開討論。

1 基本原理

由式（1）得正序分量電流為

同理

由式（3）得負(fù)序分量電流為

1.1 正序分量濾過器

為分析正序分量濾過器表達(dá)式的正確性，將式（2）改寫成

當(dāng)系統(tǒng)為線性電路時可用疊加原理分析故障序分量［5-6］，當(dāng)式（5）輸入正序分量時，其相量圖如圖1（a）所示，輸出為式（5）輸入負(fù)序分量時，相量圖如圖1（b）所示，即負(fù)序分量被濾除。按式（5）計算得到的為正序分量電流，不反映負(fù)序分量。

圖1 正序分量濾過器相量圖

1.2 負(fù)序分量濾過器

同理負(fù)序分量濾過器式（4）改寫成

圖2 負(fù)序分量濾過器相量圖

1.3 序分量濾過器變換

將（5）式乘以ej90°、（6）式乘以e-j30°得

或?qū)ⅲ?）式乘以ej30°、（6）式乘以e-j90°得

圖3 正序分量相量圖

圖4 負(fù)序分量相量圖

由以上分析可得，將式（2）或式（4）分別乘以ejφ1、ejφ2，可得到一般表達(dá)式為

式（9）說明序分量濾過器的表達(dá)式不是唯一的，旋轉(zhuǎn)的角度不同，序分量濾過器有不同表達(dá)式，但其實質(zhì)相同，在實際應(yīng)用中可根據(jù)需要選取。

2 序分量濾過器實現(xiàn)

中性點不接地系統(tǒng)單相失地屬異常運行狀態(tài)，相間短路零序分量不存在，因此正、負(fù)序分量才有應(yīng)用價值。為獲取序分量，由式（7）知獲得正序分量A相需移相60°、C相不需移相；獲得負(fù)序分量A相不需移相，C相需移相60°。由式（8）知獲得正序分量相A不需移相、C相需移相-60°；要獲得負(fù)序分量，A相需移相-60°、C相不需移相。

傳統(tǒng)序分量可用電流變換器和電抗變換器實現(xiàn)，需移相的采用電抗變換器，不需移相的采用電流變換器既可達(dá)到目的。微機保護中，設(shè)每周采樣N=12，ωTs=30°，即相隔30°采樣一次，對應(yīng)式（7）或式（8）的數(shù)據(jù)窗為2時離散形式為

式（10）直接移相算法的相量圖如圖5所示，圖5（a）正序分量濾過器輸出與正序分量成正比，負(fù)序分量被濾除；圖5（b）負(fù)序分量濾過器輸出與負(fù)序分量成正比，正序分量被濾除。式（11）與式（10）相似。

圖5 直接移相式序分量濾過器相量圖

3 結(jié)語

1）中性點不接地系統(tǒng)兩相裝設(shè)電流互感器可獲得正、負(fù)序分量，相間故障零序分量不存在。

2）濾分量濾過器表達(dá)式不是唯一的，可根據(jù)需要選取。

3）用電流變換器和電抗變換器可實現(xiàn)傳統(tǒng)獲取序分量方法。

4）微機保護用直接移相就可獲得序分量且方法簡單。

5）當(dāng)輸入端存在諧波分量，將產(chǎn)生誤差，需先進(jìn)行濾波消除影響。

［1］許正亞.輸電線路新型距離保護［M］.北京：中國水利水電出版社，2002.

［2］許建安，王風(fēng)華.電力系統(tǒng)繼電保護整定計算［M］.北京：中國水利水電出版社，2007.

［3］許建安，路文梅.電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)［M］.北京：機械工業(yè)出版社,2009.

［4］葛耀中.新型繼電保護和故障測距的原理與技術(shù)［M］.西安：西安交通大學(xué)出版社，2007.

［5］林軍.電力系統(tǒng)繼電保護［M］.北京：中國水利水電出版社，2006.

［6］施圍，郭潔.電力系統(tǒng)過電壓計算［M］.北京：高等教育出版社，2006.