測試接地距離保護(hù)的計算方法

龍徐

摘 要：針對用繼保儀測試接地距離保護(hù)中計算較為復(fù)雜，該文闡述了接地距離保護(hù)的原理，分析了零序補償系數(shù)的計算方法，給出了詳細(xì)的測試過程。為繼電保護(hù)專業(yè)人員現(xiàn)場測試接地距離保護(hù)提供參考，保證接地距離保護(hù)校驗的質(zhì)量，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：接地距離保護(hù) 繼保儀 計算方法 測試 工作效率

中圖分類號：TM773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0056-01

該文從接地距離保護(hù)的原理出發(fā)，分析了零序補償系數(shù)的計算方法，歸納了測試方法，提高校驗保護(hù)裝置接地距離保護(hù)功能的質(zhì)量。

1 距離保護(hù)原理

距離保護(hù)裝置以距離繼電器作為基礎(chǔ)，其將測量到的阻抗、電抗和方向與設(shè)定的被保護(hù)區(qū)段參數(shù)相比較，得到保護(hù)安裝地點到故障點的阻抗值，由此推出故障點的距離[1]。若線路發(fā)生短路，則電流增大，電壓降低，測量阻抗值變小，電流與電壓之間的相位角變化。當(dāng)測量阻抗值小于保護(hù)裝置整定值時，距離保護(hù)動作[2]。

發(fā)生故障時，故障線路的電壓與電流之比會大于線路正序阻抗值，即接地距離保護(hù)的測量阻抗不等于實際接地阻抗。在三相平衡線路區(qū)段，當(dāng)線路發(fā)生單相接地短路時，保護(hù)安裝地點的相電壓為故障相線路壓降加上短路點壓降。若線路正序阻抗Z1與負(fù)序阻抗Z2相等，則測量電壓UM的表達(dá)式見下式。

（1）

其中，Iφ為測量電流，K為零序補償系數(shù)。由式（1）可知，通過引入零序補償系數(shù)K，將故障相電流替代為Iφ+3KI0，保護(hù)能真實反映保護(hù)安裝地點到故障點的正序阻抗值。

2 零序補償系數(shù)計算方法

對于不同的廠家，其對零序補償系數(shù)的算法有所不同。根據(jù)陽江電網(wǎng)地區(qū)的保護(hù)裝置的情況，零序補償系數(shù)的常用的處理方式主要有兩種方式，其代表為南瑞RCS系列線路保護(hù)裝置和南自PSL系列線路保護(hù)裝置，具體分析如下。

2.1 RCS系列計算方法

在南瑞RCS系列線路保護(hù)裝置中，其定值單中的零序補償系數(shù)計算方法見下式。

（2）

其中Z0L為線路的零序阻抗，Z1L為線路的正序阻抗。零序補償系數(shù)本身是復(fù)數(shù)，通過相角的不同改變在復(fù)平面內(nèi)的位置。南瑞繼保的RCS系列線路保護(hù)裝置采取了簡化處理，令零序補償系數(shù)的相角為零。若正序阻抗角等于零序阻抗角時，簡化處理是合理的。實際上，輸電線路的正序阻抗角和零序阻抗角一般相近，若阻抗特性采取圓特性，簡化處理的方式對保護(hù)裝置性能影響很小。

2.2 PSL系列計算方法

對于南自PSL系列線路保護(hù)裝置，其定值單中零序補償系數(shù)通過阻抗形式給出。其零序電阻補償系數(shù)KR、零序電抗補償系數(shù)KX計算方法見下式。

（3）

（4）

其中R1和X1為線路的正序電阻和電抗，R0和X0為線路的零序電阻和電抗。KX和KR并不對應(yīng)零序補償系數(shù)K的實部和虛部，但保護(hù)裝置同樣可以通過分別設(shè)置零序電阻補償系數(shù)和零序電抗補償系數(shù)改變零序補償系數(shù)K在復(fù)平面的位置。零序補償系數(shù)K的計算方法見下式。

（5）

根據(jù)式（3）、式（4）以及式（5）可得下式。

（6）

則根據(jù)式（6），可以將零序電阻補償系數(shù)KR和零序電抗補償系數(shù)KX轉(zhuǎn)換為零序補償系數(shù)K，再帶入式（1）中，即可根據(jù)故障電流值計算出測量電壓值。

3 測試方法

3.1 繼保儀自動校驗

采用昂立繼保儀，進(jìn)入線路保護(hù)定值校驗菜單，選擇距離保護(hù)功能后輸入零序補償系數(shù)進(jìn)行試驗。對于南瑞RCS系列線路保護(hù)裝置，選擇補償系數(shù)K1的表達(dá)式為（Z0-Z1）/3Z1，幅度值設(shè)為定值單給出的零序補償系數(shù)值。對于南自PSL系列線路保護(hù)裝置，選擇補償系數(shù)K1的設(shè)置方式為（KR，KX），令KR等于定值單上零序補償電阻定值，KX等于定值單上零序補償電抗定值。在繼保儀上設(shè)置好其他參數(shù)后，便可利用繼保儀的計算功能自動校驗。

3.2 手動校驗

采用昂立繼保儀，進(jìn)入電流電壓菜單。對于南瑞RCS系列線路保護(hù)裝置，定值單會給出零序補償系數(shù)、接地距離阻抗定值。模擬A相故障，設(shè)故障電流為2A，利用式（1）即可計算出故障相的電壓值，之后利用計算出的值即可在繼保儀上校驗。對于南自PSL系列線路保護(hù)裝置，定值單給出的是零序電阻補償系數(shù)、零序電抗補償系數(shù)以及接地距離阻抗定值。模擬A相故障，設(shè)故障電流為2A，首先需要利用式（6）將定值單上給出的值轉(zhuǎn)換為零序補償系數(shù)，再利用式（1）計算出故障相的電壓值。這個過程中需要特別注意電壓和電流的相位，之后的校驗步驟與RCS系列相同。

4 結(jié)語

該文詳細(xì)分析了接地距離保護(hù)零序補償系數(shù)的兩種常見形式，使繼電保護(hù)專業(yè)人員能準(zhǔn)確把握接地距離保護(hù)的動作特性，熟悉校驗中使用的計算方法。防止保護(hù)裝置測試過程中設(shè)置零序補償系數(shù)失誤導(dǎo)致試驗結(jié)論不正確，提高了現(xiàn)場調(diào)試接地距離保護(hù)的工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 張保會，尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京：中國電力出版社，2005.endprint