工频变化量距离保护定值校验

工频变化量距离保护定值校验

时 峰

[摘 要] 本文介绍了工频变化量距离保护定值的校验方法，并给出了RCS-931保护装置调试步骤及相关试验数据。

[关键词]工频变化量、定值校验、动作方程

在实际保护装置调试中，对RCS－931系列超高压线路成套保护装置中的工频变化量距离保护定值的校验经常会遇到困难，本文针对此保护原理分析了工频变化量距离保护定值的校验方法，在具体保护装置调试中总结了试验步骤，并给出了相关试验数据。 1 保护原理

电力系统发生短路故障时，其短路电流、电压可分解为故障前负荷状态的电流、电压分量和故障分量，反应工频变化量的继电器只考虑故障分量，不受负荷状态的影响。其动作方程为：

|ΔUOP|> UZ ----------（1）

式中：ΔUOP为工作电压的工频变化量；UZ为动作门槛，自适应于运行状况，是一个浮动值，取故障前工作电压记忆量。

对接地故障，工作电压：

UOPΦ＝UΦ－(IΦ＋K×3I0)×ZZD， Φ=A,B,C

---------（2）

UOPΦ为工作电压；UΦ为相电压；IΦ为相电流，I0为零序电流，K为零序补偿系数，ZZD为工频变化量距离保护定值。

对于相间距离继电器，工作电压

UOPΦΦ =UΦΦ–IΦΦ×ZZD， ΦΦ=AB,BC,CA UΦΦ为相间电压，IΦΦ为相电流差值。

---------（3）

正方向经过渡电阻故障时的动作特性可用解析法分析，如图1所示。

以三相短路为例，设UZ =|ΔEF | 由 ΔEF=-ΔI×(ZS+ZK)

ΔUOP=ΔU-ΔI×ZZD=-ΔI×(ZS+ZZD) 则 |ΔI×(ZS+ZZD)|＞|ΔI×(ZS+ZK)|

|ZS+ZZD|>|ZS+ZK|

----------（4）

式中，ZS为系统阻抗，ZZD为整定阻抗，ZK为测量阻抗。

由式(4)可知，正方向故障时，工频变化量距离继电器的动作特性是一个圆，其圆心为矢量－ZS的末端，半径为| ZS+ZZD|（见图2）。

2 定值校验

本节以单相接地故障为例，结合RCS-931保护装置介绍工频变化量距离保护定值校验的具体计算方法，简单介绍试验步骤并给出具体试验数据。相间短路故障直接给出公式及试验数据，不另做详细说明。 2.1 计算方法

设故障前状态1为线路空载，即电流I1=0A，电压取额定电压U1=UN=57.7V，并设系统电势E等于电压额定值；故障时状态2单相接地故障点电势为0，电压为U2，电流为I2，零序补偿系数K设为0。

如图1 所示，根据式(2)可知： UOP1=U1 ；UOP2=U2－I2×ZZD。

则：|ΔUOP|=|UOP1－UOP2|=|U1－(U2－I2×ZZD)|

这里需要说明的是，RCS-931系列保护装置中程序固定取浮动门坎值UZ =1.05UN。 根据动作方程式（1）可得|U1－(U2－I2×ZZD)|＞1.05U1。 设 |U1－(U2－I2×ZZD)|=m1.05U1

m为系数，由于边界离散的原因，当m=1.1时，继电器可靠动作，当ｍ=0.9时，继电器可靠不动。

由此可以推出： 固定电流，U2=I2×ZZD+（1-1.05m）×U1； 固定电压，I2=[U2-（1-1.05m）×U1]/ ZZD。

因此，当U2=I2×ZZD－0.155×U1，I2=[U2+0.155U1]/ ZZD时，继电器可靠动作； 当U2=I2×ZZD+0.055×U1，I2=[U2－0.055U1]/ ZZD时，继电器可靠不动作。 对相间短路故障：

固定电流，UΦΦ=IΦΦ×ZZD+（1－1.05m）U1；

固定电压， IΦΦ=[UΦΦ－（1－1.05m）×U1]/ ZZD。 2.2 试验步骤 2.2.1计算数值

计算数值时应注意取值U2的大小,其值应在0~UN之间。

整定ZZD＝3Ω，固定I2=10A，则当U2=21.06V时，继电器可靠动作；当U2=33.17V时，继电器可靠不动作。

同理，固定电压计算电流也同样能够进行保护试验。 2.2.2整定定值

整定保护装置定值：工频变化量阻抗为3Ω；零序补偿系数为0；其他定值设为正常值； 整定运行方式控制字：工频变化量阻抗置1（投入）；退出三段式接地距离与相间距离； 电压接线路ＴＶ置０（即装置取母线电压）。 2.2.3试验仪器设置

试验使用ONLLY-2000微机保护试验仪，使用“状态序列”功能菜单，设置各输出状态。

起始态：为默认状态。

状态１：状态类型设为任意状态，加入正常三相正序电压，电压值为57.7V，UA角度为0°，电流值为0A，持续时间设为40秒以保证TV断线恢复及重合闸充满电。

状态２：状态类型设为任意状态，加入正序电压UA =21.06V，角度为0°， ，其余两相为幅值与角度均设为0。持续时UB =UC=57.7V，电流IA=10A，角度为－70°

间0.1秒以保证故障时间大于工频变化量距离保护动作时间。

状态3、4、5及结束态的状态类型均设为结束态，持续时间均设为0秒。 2.2.4开始试验

面板现象:ＴＶ断线恢复；重合闸充满电；保护动作；报工频变化量阻抗； 改变状态2中的UA=33.17V，其他设置不变，开始试验保护不动作。 2.3 试验数据

2.3.1调试装置版本信息（见表1）

表1 调试装置版本信息

2.3.2试验数据（见表2）

表2试验数据（Zzd=3Ω）

3 结论

本文根据工频变化量距离继电器的动作方程，推导出一种校验工频变化量距离保护定值的计算方法，理论显浅易懂，对电压的工频变化量能够有一个很好的理解，总结此方法旨在加深自己对该理论知识的理解，同时也希望能够对初学者有所帮助。

[参考文献]

［1］RCS-931系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明书. ZL_XLBH0104.0608. 南京南瑞继保电气

有限公司. ［2］毛锦庆. 电力系统继电保护实用技术问答（第二版）．北京：中国电力出版社 ，2004. [作者简介] 时峰(1981－)，男，助理工程师，曾在变电分公司从事变电站继电保护装置调试工作。