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1、第15卷第4期电力系统及其自动化学报Vol.15No.42003年8月ProceedingsoftheEPSAAug.2003①正序故障分量及其在继电保护中的应用安艳秋,高厚磊(山东大学电气工程学院,山东济南250061)POSITIVESEQUENCEFAULTCOMPONENTSANDITSAPPLICATIONINPROTECTIVERELAYINGAnYanqiu,GaoHoulei(SchoolofElectricalEngineering,ShandongUniversity,Jinan250061,China)AB
2、STRACT:Theconceptandfeaturesofpositivese-网如图2所示。quencefaultcomponentsareintroducedaccordingtosuper-positionprinciple.Thetheoryofhowtousepositivese-quencefaultcomponentstocarryoutfaultdirectionidenti-fication,phasecomparisonpilotprotection,adaptivecur-图1系统图rentprotect
3、ionandfaultlocationaredescribedindetail.Bycomparingwithtraditionalrelayingprinciples,thepapergivestheadvantagesofnewtypeofprotectiverelayingbasedonpositivesequencefaultcomponents.KeyWords:positivesequencefaultcomponents;protec-tiverelaying;faultlocation图2正序复合序网摘要:根据叠
4、加原理给出正序故障分量的概念及特点,详图2中,Zm1、Zn1为两侧系统正序阻抗,ZL1为细阐述正序故障分量在故障方向判别、相比较纵联保护、自线路正序阻抗,T为故障点百分数,ΔZ为故障附加适应电流保护及故障测距中的应用原理,对比说明基于正阻抗,其值由故障类型决定。对图2作一等效处理:序故障分量的继电保护原理较传统保护所具有的优点。即在中性点和ΔZ之间串联接入两个大小相等相位相反的电压UF和-UF(UF为F点正常电压),关键词:正序故障分量;继电保护;故障测距如图3所示。运用叠加原理可将图3所示系统分解为正常运行状态(图略)和图4所
5、示的故障附加状1引言[1]态。对故障信息的识别和利用是实现继电保护的基础。传统继电保护原理如电流保护,距离保护,高频保护等都是通过检测故障后的工频量而建立起来的。由于被检测量中包含负荷分量(如负荷电流),而负荷分量属正常分量,不具备故障特征,其结果是给保护的正确动作带来不利影响。故障分量图3正序复合序网等值电路是由故障本身引起的,独立于负荷分量之外,因此基于检测故障分量的保护原理具有先天的优越性。故障分量可分为相故障分量和序故障分量,各有其不同的特点和用途。本文从正序故障分量的概念出发,探讨它在保护中的典型应用。2正序故障分量及
6、特点图4故障附加状态图4中,-UF称之为故障电动势,故障附加状如图1所示两端供电系统,当线路上F点发生态即是在故障电动势单独作用下对应的状态,其网故障时,根据对称分量理论得到对应的正序复合序络中的电压和电流称之为正序故障分量电压(如①本文2003年3月11日收到2003年第4期安艳秋等:正序故障分量及其在继电保护中的应用·77·Umg1、Ung1)和正序故障分量电流(如Img1、Ing1)。求根据图6网络结构图,以下关系成立:解时,只需从常规正序分量中减去对应的负荷分Umg1=Img1(Zl1+Zn1)(3)量,便可获得。不难看
7、出,正序故障分量具有以下三Umg1arg=arg(Zl1+Zn1)(4)Img1个突出特点:其向量关系如图7所示。1)正序故障分量不受系统电源电势影响,即与负荷情况无关;2)正序故障分量在任何故障类型下均存在,利用它能反映各种短路;3)正序故障分量电压在故障点处最大,在系图7反向故障向量图统中性点处为零。由于Zm1与(Zl1+Zn1)的阻抗角十分接近,正、反向正序故障分量的上述特点使它更适合用作继故障时保护安装处Umg1与Img1的相位关系将因此电保护中的检测量。下面对其典型应用进行讨论。相差近180°。据此只需设计一简单方向判
8、据,便能3故障方向判别可靠地判别出故障方向。(作者在一典型500kV输电系统模型上对该原理进行过全面的仿真计算,结在继电保护中,对故障方向进行判别是保证选果与理论分析相吻合)。根据正序故障分量的特点,择性的重要前提,故障方向判别元件因此成为继电该原理具有以下优点
