[其他]能進(jìn)行故障電阻補(bǔ)償?shù)睦^電保護(hù)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86101390
• 申請(qǐng)日: 1986-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86101390A
• 公開(kāi)（公告）日: 1986-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 塔里克·阿夫拉姆·尤德倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西屋電氣公司
• 主分類號(hào): H02H7/26
• 分類號(hào): H02H7/26
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 杜日新

本發(fā)明總的涉及繼電保護(hù)裝置，特別是涉及改進(jìn)的遠(yuǎn)程保護(hù)裝置，它能對(duì)故障電阻及供電系統(tǒng)工作條件的相互影響進(jìn)行較正。

必須對(duì)三相交流電力傳輸線及發(fā)電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，以防止絕緣故障及此后的短路或并聯(lián)電阻下降，它們可能使電力系統(tǒng)崩潰并使重大而昂貴的設(shè)備損壞。比如，傳輸線到地、或者兩個(gè)鄰近傳輸線導(dǎo)體間雷電感應(yīng)的正弧就會(huì)造成這種故障情況。在這種故障條件下，線電流可增加到其正常值的幾倍，使發(fā)電機(jī)組的損耗也同步增長(zhǎng)、并損害或毀壞傳輸線及所聯(lián)的設(shè)備。為防止設(shè)備損壞及整個(gè)電力系統(tǒng)癱瘓，必須在短時(shí)間內(nèi)，比如0.1到0.5秒，把主傳輸線上的故障裝置從電力網(wǎng)上隔離出來(lái)。隔離時(shí)間的極限應(yīng)允許能切斷高達(dá)80，000A的大電路斷路器動(dòng)作，并且，若這些主保護(hù)設(shè)備失效的話，應(yīng)能完成備用操作。為了有足夠的時(shí)間把線路切斷，必須在大約8到20ms內(nèi)確定故障位置。連續(xù)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的交流電壓和電流的保護(hù)繼電器的功能就是要進(jìn)行線路故障定位，并使適當(dāng)?shù)木€路斷路器跳閘來(lái)進(jìn)行故障隔離。

遠(yuǎn)距繼電器是一種被實(shí)用工業(yè)用來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)的保護(hù)繼電器。大體上說(shuō)，遠(yuǎn)距繼電器在傳輸線的一端測(cè)量供電系統(tǒng)的電壓和電流，以確定繼電器保護(hù)區(qū)以內(nèi)或以外是否存在故障。遠(yuǎn)距繼電器根據(jù)在該線路端點(diǎn)所測(cè)得的電壓和電流。用計(jì)算線路阻抗的方法來(lái)確定到故障的距離。對(duì)傳輸線保護(hù)段的遠(yuǎn)端發(fā)生的故障，保護(hù)繼電器在本端或稱測(cè)量端所看的阻抗是V/I＝Z，其中，Z是線路阻抗。對(duì)于線路保護(hù)段的內(nèi)部故障，V/I＜Z，對(duì)保護(hù)段外的故障，V/I＞Z。因?yàn)閆與保護(hù)繼電器到故障點(diǎn)之間的線路長(zhǎng)度成正比，所以它也是故障距離的量度。計(jì)算線路阻抗，可確定到故障的距離。若故障是在保護(hù)線路段之內(nèi)，保護(hù)繼電器就使適當(dāng)?shù)木€路斷路器跳閘。

由于對(duì)保護(hù)繼電器處的電壓和電流有作用的各種供電系統(tǒng)現(xiàn)象的影響，阻抗計(jì)算的不精確會(huì)造成遠(yuǎn)距保護(hù)繼電器的誤動(dòng)作。比如，若故障發(fā)生在保護(hù)線路段以外，但保護(hù)繼電器的阻抗計(jì)算卻指出故障在保護(hù)線路段以內(nèi)，線路斷路器跳閘了，而故障并未排除。這就是遠(yuǎn)距保護(hù)繼電器的動(dòng)作延長(zhǎng)（overreaching）的例子。在另一些情況下，保護(hù)繼電器也可能縮短動(dòng)作（underreach），即，沒(méi)有檢測(cè)出位于保護(hù)線路段以內(nèi)的故障。造成延長(zhǎng)動(dòng)作或縮短動(dòng)作的一個(gè)原因，是沒(méi)有考慮在故障線路中的殘余電流;另一因素是沒(méi)有考慮到并行的無(wú)故障電路中的殘余電流，它通過(guò)磁耦合到被保護(hù)電路中。為克服這些問(wèn)題，保護(hù)繼電器必須補(bǔ)償在被保護(hù)線路中的殘余電流（殘余補(bǔ)償）及無(wú)故障并行線路中的殘余電流（互感補(bǔ)償）。

造成延長(zhǎng)動(dòng)作和縮短動(dòng)作的另一原因，是故障電阻與故障發(fā)生前的負(fù)荷流有關(guān)的供電系統(tǒng)工作條件間的相互作用。在正常（無(wú)故障）工作條件下，遠(yuǎn)距繼電器測(cè)量的阻抗與傳輸線的阻抗不同，因?yàn)樗矞y(cè)量了負(fù)載阻抗。并且這種測(cè)量也受傳輸母線遠(yuǎn)端以外也向該負(fù)載供電的其它電力源作用的影響。若發(fā)生的是全短路故障（故障導(dǎo)體之間或之中是零阻抗），繼電器測(cè)得的只是從繼電器所在位置到故障點(diǎn)的線路阻抗。但若故障不是全短路，故障阻抗（以復(fù)相量）加到線路阻抗上。對(duì)實(shí)際故障，故障路徑本身主要是電阻性的，在故障距離測(cè)量中（它會(huì)加重線路導(dǎo)體的感抗），也不一定會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的誤差。

在傳輸線的兩端都加上電源時(shí)就產(chǎn)生了問(wèn)題，而超高壓（EHV）輸電網(wǎng)通常都是這種情況。若故障具有零阻抗，傳輸線兩端的電源獨(dú)立給故障點(diǎn)送電，從遠(yuǎn)端饋送的故障電流，對(duì)當(dāng)?shù)剡h(yuǎn)距繼電器沒(méi)有影響。但在故障路經(jīng)具有明顯阻抗的情況下，故障點(diǎn)就將產(chǎn)生與從兩個(gè)電源饋送來(lái)的總電流有關(guān)的電壓降。因而，遠(yuǎn)端的電流饋送會(huì)改變當(dāng)?shù)乩^電器所測(cè)量的阻抗。

若遠(yuǎn)端饋送的電流與當(dāng)?shù)氐碾娏魍啵收想娮枭系碾妷航狄葲](méi)有遠(yuǎn)端電流時(shí)大。因此故障呈現(xiàn)給本地繼電器的電阻要比實(shí)際值大。若斷路器的跳閘主要是根據(jù)電抗，則電阻值的加大不一定會(huì)造成錯(cuò)誤動(dòng)作。

若在故障之前，負(fù)載在被保護(hù)的傳輸線內(nèi)浮動(dòng)。在兩端的電源就會(huì)有相位差，該相位差與負(fù)荷量及電源和線阻抗成比例。該相位差要維持到故障的早期階段。遠(yuǎn)程饋送電流的相位差故障電阻上電壓降產(chǎn)生相位移。這使故障路徑阻抗呈現(xiàn)電抗分量，即使故障中實(shí)際上沒(méi)有電抗也是如此。反過(guò)來(lái)，這個(gè)電抗造成當(dāng)?shù)乩^電器故障定位的嚴(yán)重誤差。繼電器根據(jù)當(dāng)?shù)仉娫措娏魇浅斑€是滯后于遠(yuǎn)端饋送電流而產(chǎn)生延長(zhǎng)動(dòng)作或縮短動(dòng)作。定位誤差直接隨相位差及故障路徑的實(shí)際電阻成正比增加。