反应三相对称故障的改进负序方向元件

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我 国 自主研 发 、 设计 和 建设 的首 条 “ 东 南 一 晋
义， 故慎 重选 择适 合 特 高 压 输 电线 的 保 护 原理 ， 是 当前 的重要 任务 。 罗斯 和美 国的特 高压 和超 高压 俄
南 阳 一 荆 门” ０ ０ｋ 特 高压 交 流 试 验 示 范工 程 ， １ ０ Ｖ
Ｚｏ＝２． ３７５ ９９ｘ１ ３Ｈ／ ０— ｋｍ
Ｃｎ ９ ０ ４ ９ｘ ０ ／ ｍ ＝ ．３ ３ １ 一 Ｆｋ
图 ２ １０ Ｖ特 高压 输 电线 路 系统 ０ ０ｋ
Ｆｉ ． ｌ ０ｋＶ ｌｒ － ｇ — ｏ ｔ ｇ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｙ ｔｍ ｇ２ Ｏ０ ｕ ｔａ ｈｉｈ ｖ ｌａ ｅ ｔａ ｓ ｓｉ ｎ ｓ ｓｅ
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负序 方 向元 件存 在 的 一 些 问 题 已有 很 多 的研 究 成 果 ， 中针对 负 序方 向元 件无 法应 用 于非全 相运 行 其
开始。 国家 电 网公 司 表 示 ， 来 ３至 ４年 国家 电 网 未 将 投 资 超 过 １０ ０ ０亿 元 人 民 币 建 设 特 高 压 输 电 线
出 的负序方 向元件 可 以反应 由不 对 称发 展 起 来 的 三相故 障 ， 而针对 负序方 向元件 无法 反应三 相对称
２ 仿 真 系统
仿 真模 型为 电压等级 为 １ ０ Ｖ， 保护 线路 ０ ０ｋ 被 全长 ５ ０ｋｎ 正 常 运 行 时 ， ０ ｉ。 两侧 系 统 夹 角 ６ 。Ｋ ５。
ｐ ｏ ｄ ｎ ｇａ ｉ ｅ ｅ ｅｄｉｅ ｉ ｎａ ｅａ ａ ｏｐ ｅ ｎ ｔ ｐｅ ． ｈｅｓ ｌｃ ｉ ｎ ｏｆｓ ｍ ｐ ｉ ｔ ａ ｔｆ— ｒ ｖｅ ｅ ｔｖｅ ｓ ｑｕ ｎｃ ｒ ｃｔｏ ｌｒ ｌ ｙ ｗ ｓｐｒ ｏｓ ｄ ｉ ｈｅｐａ ｒ Ｔ ｅｅ ｔｏ ａ ｌｎｇ ｄａ ａｗ ｓａｒｉｉ ｃａｌ ｏｎ ｒ ｌｅ ｉｇ ｈｅ ｔ ａ ｅ ｏｒ ｏ ｉｒ ｉ ｌｙ ｃ ｔ ｏ ｌｄ ｂｙ ｕｓｎ ｔ ｓｏｒ ｇｅ ｍ ｍ ｙ ｆ ｍ ｃ ０ｐｒ ｃ ｓ ｏ ａ ｅ ｐ ｏｔ ｃ ｉ ｏ ｅ ｓ ｒ ｂ ｓ ｄ ｒ ｅ ｔｏｎ，ａ ｄ ｈｅ ｅ ｔｖｅ ｅ ｅ ｅ ｎ ｔ ｎ ｇａ ｉ ｓ ｑｕ ｎｃ ｃ ｐ ｅ ｓｗｅｅｃｅ ｅ ｏｍ ｏｎ ｎｔ ｒ ｒ ａｔｄ ｄｕｒｎｇ ｔ ｅ － ａｓ ｙｍ ｍ ｅ ｒｃ ｌｆ ｕｌ ｔ ｂ ｅ ｍ ｅ ｈｏ ｉ ｈｒ ｅ ｐｈ ｅ ｓ ｔｉａ ａ ｔ ｗｉｈ ａ ｏｖ ｔ ｄ．Ｔｈｅ ｉ ｐｒ ｖ ｄ ｎｅ ａ ｉ ｅ ｓ — ｍ ｏ ｅ ｇ ｔｖ ｅ ｑ ｎ ｅ ｄ ｒ ｃ ｉ ａ ｅａ ａ ｒｅ ｔｐｒ ｅ ｔｏ ｉ ｉ ｌ ｄ ｉ ｂｌ Ｏ ｒ ｓ ｏｎｓ ｔ Ｏ ｓ ｕｅ ｃ ｉｅ ｔｏｎ ｌｒ ｌ ｙ ｈ ｓ ａ ｐｅ ｆ ｃ ｏｔ ｃ ｉｎ ｐｒｎｃ ｐｅ ａｎ ｓ ａ ｅ ｔ ｅ ｐ ｅ ｂｏ ｈ ｔ ｙｍ ｍ ｅ ｒｃａｎ ｓ — ｔｉ ｄ ａ ｙｍ
在今 年 １ 份正式 运 行 ， 中国特 高压 网架 建设 的 月 是
输 电线 路上 均采 用 了负 序 方 向高 频保 护 作 为 主 保 护， 这些 已有 运 行经 验 的保 护 都 是 模 拟 式 的 ， 于 对 如何 用 微机 实 现负 序 方 向元 件 使 其 能够 用 于我 国 特 高压输 电线 ， 献 ［ ］已提 出 了解 决 办 法 。 对 文 １ 针
路， 预计 到 ２ ２ ０ ０年 公 司特 高压 总 投 资 将 超过 ６ ０ ００
亿元 。
这些 表 明特 高压 输 电线 路将 成 为 我 国电 网 的
骨架 ， 保证 其安 全可 靠 运行对 于 整个 电 网有重 要意
方式 ， 献 Ｉ ］提 出 了一 种适 用 于 非 全相 运 行 方 式 文 － ２
收稿 日期 ：０ ９ １ —０； 回 日期 ：０ ０ ０ — ６ ２０—０１ 修 ２ １— １ ０
基金项 目： 国家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 （ ７ ９ ３计 划 ） 助 项 目 （ ０ ９ Ｂ １ ７ ４ ； 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 （ ６ 资 ２０Ｃ ２９０ ） 国 ８ ３计 划 ） 助 项 目 资 （０ ７ ２ ０ ＡＡ０ Ｚ ４ ） 天 津 市 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（ ８ Ｃ Ｊ １ ５ ０ ； ５ ２１ ； ０ Ｊ ＹＢ Ｃ ３ ０ ） 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ ０ ０ ０ ４ ． ５６７１）
故 障 的问题一 直 以来都没 有根本 解决 ］ 。
本 文通 过研 究 ， 出 了改进 的 负序 方 向元 件 。 提 改进后 的负 序方 向元 件 可反 应 三 相对 称 故 障及 各
为区 内故障 ， Ｋ 为 区外 故 障 。
种 不对称 故 障 ， 原 理具 有 负 序 方 向元件 的优 点 ， 该 同时解决 了负序方 向元 件无 法 反 应 三相 对 称故 障 的 问题 。 中介 绍 了 负 序 方 向纵 联 保 护 的 动 作 逻 文 辑 ， 出了改进 负序 方 向元件 的实 现方 法 ， 析 了 给 分 对 称及不 对称各 种故 障情况 下保 护的动作 情况 ， 并
关 键 词 ：继 电 保 护 ；特 高 压 输 电 线 路 ；负序 方 向 纵 联 保 护 ；三相 对 称 故 障 中 图分 类 号 ： Ｍ ７ ３ Ｔ ７ 文 献 标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ９ ０ ２ １ ） ２ ０ ０ 一 ４ ０ ３８ ３ （０ ０ ０ — ０ １Ｏ
薛 士 敏 ，贺 家 李 ， 永 丽 ， 李 李 斌
（ 津大 学 电力 系统仿 真控 制教 育部 重点 实 验室 ， 天 天津 市 ，０ ０ ２ ３０ ７ ）
摘 要 ： 序 方 向元 件 的 主要 缺 点 是 不 能 反 应 三 相 短 路 ， 负 针对 这 一 问 题 提 出 了改 进 的 负 序方 向元 件 。 改 进 负 序 方 向元 件 利 用 了微 机 保 护 的 存 贮 记 忆 功 能 ， 为 控 制 采 样 数 据 的选 取 ， 相 对 称 故 障 时 制造 出 负 序 分 量 ， 现 人 三 实 对 三 相 对 称 故 障 的 反 应 ， 在 不 对 称 故 障 时 仍 正 确 动 作 。 改进 后 负 序 方 向 元 件 能 够 反 应 对 称 及 不 对 称 故 障 ， 而 是 一 种 性 能完 备 的 保 护 原 理 。同 时 针 对 故 障开 始 付 氏算 法存 在 跨 窗 问 题 ， 出 在 故 障 后 半 周 内采 用 小 矢 量 算 提 法 。理 论 分 析 和 大 量仿 真 证 明 了 该 改 进 负 序 方 向元 件用 在 特 高 压 输 电 线 路 上 的可 行 性 和优 越 性 。
过一个 “ 或”门输 出。
对 负序 方 向高频保 护 用 在带 串补 的特 高 压 线路 进
行研 究 ， 研究 结果 表 明负序方 向高频 保护适 用于带 串补 的特高 压输 电线路 ， 但是应 克服 串补不对 称 击 穿和负 序 Ｌ Ｃ谐 振 带来 的 不 正确 Ｕｎｖ ｒ ｉ ｎ ｙ，Ｔｉｎｉ ０ ０ ２ ａ ｊ ３ ０ ７ ，Ｃｈｎ ） ｎ ｉ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｒ ｄ ｔ ｎ ｌｎ ｇ ｔ ｅ ｓ ｑ ｅ ｃ ｉ ｃ ｉ ｎ ｌｒ ｌ ｙ ｉ ｕ ａ ｌ Ｏ ｏ ｅ ａ ｅ ｄ ｒｎ ｈ ｅ — ｈ ｓ ａ ｌ． ｍ— ａ ｉｉ ａ ｅ ａ ｉ ｅ ｕ ｎ ｅ ｄ ｒ ｔ ａ ｅａ ｓ ｎ ｂ ｅ ｔ ｐ ｒ ｔ ｕ ｉ ｇ ｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ｆ ｕ ｔ Ａｎ ｉ ｏ ｖ ｅ ｏ
第２ ２卷 第 ２期
２１ ０ ０年 ４月
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报
Ｐｒ ｃ ｅ ｉ ｇｓ ｏ ｈ ｏ ｅ ｄ ｎ ｆｔ ｅ ＣＳＵ～ ＥＰＳＡ
Ｖｏ ． ２ ＮＯ ２ １２ ．
Ａ ｐｒ ． ２ ０ ０１
反 应 三相 对 称 故 障 的 改进 负序 方 向元 件
·
２ ·
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报
第 ２ ２卷
下 的输 电线路 负序 方 向纵 联 保 护 方法 。 而文 献 ［ ５ ３
故 障时 动作于停 信 跳 闸 ； 则 在 反方 向故 障 时动 Ｗ 作 于发 出 闭锁 信 号 。 … 为 三 个相 电流 继 电器 ， Ｂ 通
ｐ ｒｏ ｉｙ ｏ ｍ ｐ ｏｖ ｄ ｒ ｌ ｙ ｗ ｈｅ ｔｕｓ ｄ ｉ ｈｅ ｐ ｏ ｅ ｔｏｎ ｏｆｔ ｐ ｃａ ｇｈ ｖｏ ｔ ｇｅ ｔａ ｍｉ ｓｏ ｉ ｓ ｅ ｉｒｔ ｆｉ ｒ ｅ ｅ ａ ｎｉ ｅ ｎ ｔ ｒ ｔ ｃ ｉ ｈｅ ｓ ｅ ｉｌｈｉ — ｌａ ｒ ｎｓ ｓ ｉｎ ｌｎｅ ． Ｋｅ ｒ ｓ：ｐｒ ｔ ｃ ｉｅ ｒ ｌ ｙｉｇ；ｕｌｒ — ｇｈ ｖ ｔ ｇｅ ｔａ ｍ ｉｓｏ ｅ；ｎｅ ｔｖ ｅ ｅ ｅ ｄ ｒ ｃ ｉ ａ ｏｔｃ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｏ ｅ ｔｖ ｅａ ｎ ｔａ ｈｉ — ｏｌａ ｒ ｎｓ ｓ ｉｎ ｌｉ ｎ ｇａ ｉ ｅ ｓ ｑｕ ｎｃ ｉｅ ｔｏｎ ｌｐｒ ｅ ｔｏｎ； ｓ ｍ ｍ ｅｔｉａ ｈｒ ｅ ｐ ｓ ａ ｔ ｙ ｒｃ ｌｔ ｅ — ｈａ ｅ ｆ ｕｌ
通 过仿真 试验对 所提 方法加 以验证 。 并 联 电抗 器参 数 ： 一 ２ ８ ０ ９Ｈ， Ｌ ． ９ １ 补偿 度 为
１ ＝ ． ０ ０ １ ／ ｍ ００ ８ ５＂ ｋ ￣ ｔ ＝ ．０ ８ １ ｋ ｏ ０ ２ ４ ９ Ｗ ｍ
ｌ ４０ ６ ９ １ 一 Ｆｋ ＝１ ． ３ ９ ｘ ０ ／ ｍ Ｚ １ ０ ８ ５ ５ｘ Ｏ一 Ｈｌ ｍ ＝ ．２ ２ ｌ 。 ｋ