[其他]雙自適應復合阻抗接地距離保護

無效

• 申請號: 87100595
• 申請日: 1987-02-09
• 公開（公告）號: CN87100595A
• 公開（公告）日: 1988-10-19
• 發明（設計）人: 魏連壁
• 申請（專利權）人: 水利電力部電力科學研究院
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 水利電力部專利事務所
• 代理人: 李蘇群,王昌洱

隨著電力系統的發展，超高壓電網結構日益復雜，其運行方式的變化也很大，接地距離保護也就廣泛需要。

到目前為止，世界各國所用的接地距離保護裝置，其阻抗測量元件都是利用全電氣量實現的。因此在故障點過渡電阻以及不同相位助增電流的影響下，其保護范圍將不能保持穩定，而產生伸長或縮短現象，并有可能發生超越誤動作或失去方向性。這類阻抗繼電器對于線路在巖石地質處接地以及經高桿植物接地的故障，其允許過渡電阻值是不夠的。尤其用于短線路情況，可能起不到保護作用。

近年來國內外出現了利用故障量參考比相以解決超越誤動問題，但是因為其測量的基礎量為全電氣量，所以其他幾方面的缺陷仍然沒有解決。應用接地故障量作極化量，分別與三相測量電壓比相的短線路多相接地距離繼電器，雖然解決了保護范圍的穩定問題，同時也提高了允許過渡電阻值，滿足了短線路接地保護的要求，但是不能適用于稍長線路。而且存在受定值及背后電源容量所限而允許過渡電阻值不夠大的缺點。

以故障量作極化量的阻抗測量原理不反應全相振蕩，當接地故障與振蕩相重疊時也會發生不正確的測量，因而需要附加振蕩閉鎖裝置。現有的振蕩閉鎖裝置都是反應故障初瞬間保護安裝點電氣量變化而動作，對保護短時開放，然后進行閉鎖，一般是采取振蕩平息后經一段延時復歸的方式。這類振蕩閉鎖的缺點是：故障后振蕩發展很快，在其開放期間測量元件可能誤動作;在振蕩中和平息后的一段時間內線路脫離保護，遇有轉換性故障或相繼故障則發生拒動。

本發明所提出的雙自適應復合接地阻抗繼電器從原理上消除了過渡電阻、系統運行方式等因素對測量距離的影響，以及保護定值、電源容量等因素對允許接地過渡電阻值的影響。其特性是由三組比相方程式所共同限定的。按其功能可分為以下三部份：

1）距離測量部分

取為極化量與測量電壓比相，當滯后由所定的動作邊界限時測量部分動作，其動作條件方程式為：

式中：-被保護線路末端短路的之間的相位角

R_g-故障點的接地過渡電阻

-測量電壓＝

-保護安裝點的零序電壓

K-零序電流補償系數

-流經保護安裝點的相電流和零序電流

-故障點零序電流

Z_f-故障線段阻抗

Z_R-測量元件的整定阻抗

Im-取虛數值的符號

從公式（1）當同相時括號內后一項無論R取任何值均無虛數輸出，Z_R和線路阻抗Z_1l的阻抗角相同并用線路單位阻抗及長度表示，經整理則得L_f-L_R≤0。最后以故障點距離L_f和整定點的距離L_R之差為動作條件。這就說明這種阻抗繼電器的動作阻抗特性能夠與接地過渡電阻以及助增電流所帶來的感受阻抗變化自動相適應，而得以維持保護范圍不變。所以它才是一種真正反應故障點位置而動作的距離測量原理。利用作極化量時則測量部份具有方向性。

2）允許過渡值的自適應部份

處于單相接地故障線路的受端及兩相接地短路的滯后故障相時，在大接地過渡電阻的影響下，將出現不正常工作狀態。當過渡電阻R_g增大到使領先保護安裝點背后等價電勢后，測量部份將出現區內短路拒動或區外故障的超越誤動。

為了防止區外短路時的超越誤動，在復合相阻抗繼電器中增加一個能夠根據系統運行狀態自動調整允許電阻值的環節，以保證在不發生誤動的條件下使允許電阻達到最大可能值。利用與比相并將動作相位定為滯后4°-5°-240°，用其限制動作相位在3I_OΣ滯后于保護裝置背后電勢范圍以內，其動作方程式為：

式中α₁和α₂分別為5°和60°。兩個比相式，以“或”關系輸出。這部份在復合相阻抗繼電器中允許過渡電阻值小于距離測量部份出現誤動作的過渡電阻值，并通過“與”門限制整個繼電器輸出誤動作信號。允許過渡電阻值的自動調整部份允許電阻值，隨系統運行參數而變化，并在可靠防止誤動的前題下將允許電阻值提高到最大值，使復合相阻抗繼電器的允許電阻值對系統參數具有自適應的性能。當故障線路從對端跳開或領前故障相跳開以后，這部份對復合阻抗的允許電阻值的限制作用自動消失。

（3）選相部份及振蕩閉鎖

采用方向阻抗作為復合相阻抗的選相部份，其動作方程式為：