超(特)高压输电线路差动保护电容电流补偿方法的研究

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1、超（特）高压输电线路差动保护电容电流补偿方法的研究刘丽花，徐玉琴，张丽（华北电力大学电气工程学院，河北保定071003）摘要：在超（特）高压输电线路中接入的并联电抗器，1电容电流补偿方案的分析可以适当地补偿分布电容所产生的容性电流，降低差动电1.1相量差动判据和故障分量差动判据流，但仍不能保证区外故障时正确动作。本文在传统的分相量判据：相电流差动保护的基础上，结合电抗器的补偿作用，对传ImInI0（1）统的补偿方案进行了修正。通过ATP仿真验证，说明该ImInKImIn（2）方法具有较高的可靠性。故障分量判据：关键词：特高压输电线路；并联电抗器；电流

2、差动保护；ImInI0（3）分布电容补偿ImInKImIn（4）式中：Im、In为线路两端电流；0引言Im、In为线路两端电流的故障分量；电流差动保护原理简单可靠，已被广泛的用K为制动系数0K1；作电力系统的发电机、变压器、母线和大型电动I0为制动电流门槛；机等元件的主保护。随着光纤通信技术的发展，式（1）为辅助判据主要用于防止线路空投或光纤电流纵差保护也越来越多的成为高压、超高空载情况下装置因某种原因误动作，式（2）为主压线路的主保护。判据。式（1）和式（2）同时满足时，差动元件超（特）高压长线路都采用分裂导线,线路的动作。

3、感抗减少,分布电容增大,等值容抗减少，由此可当计及线路分布电容电流后，正常运行或者引起相当大的电容电流。对于输电线路电流差区外故障时，线路两侧电流和为该线路上的电容动保护,其不仅影响故障暂态过程中计算出的电电流。电容电流的存在使线路两端的测量电流不流相量精度,更主要的是电容电流的存在使线路再满足大小相等方向相反的条件，从而直接影响[4]两端的测量电流不再满足基尔霍夫电流定律,从了保护的灵敏度和可靠性。[1,2]而直接影响了保护的灵敏度和可靠性。1.2传统的补偿判据目前，在超（特）高压输电线路中，为了补为了消除电容电流的影响，可在线路中引入偿线路的容性充电功率，

4、控制无功潮流，稳定网补偿电流进行补偿。通常有三种补偿方式，即全络运行电压，限制潜供电流等，一般要安装并联补偿方式,半补偿方式以及合闸前全补偿、合闸后[5]电抗器。此时，并联电抗器所产生的感性电流可半补偿方式。以适当地补偿分布电容所产生的容性电流。对于这里就目前运用比较多的半补偿方式进行讨差动继电器，输出电流将明显降低，内部故障时，论，即在线路两端分别引入一个补偿电流I，即b合理地整定门槛能够保证继电保护正常动作。增加并联电抗器解决了内部故障地保护动作问题，IIIIII（5）mnmbmnbn但是却不能保证动作的选择性。在区外故障时，线路两端

5、保护仍可能误动。因而，采取电容电流式中：Im、In分别为补偿前线路两端电流相量；补偿措施,把动作电流中的电容电流分量完全补Im、In分别为补偿后线路两端电流相量；[3]偿是非常必要的。Ibm、Ibn分别为线路两端引入的补偿电流；本文在传统的分相电流差动保护的基础上，补偿电流可由保护装置通过测两侧母线电压结合电抗器的补偿作用，对传统的补偿方案进行[6]在补偿容纳上的压降来获得，计算如下：了修正，仿真验证其具有较高的可靠性和灵敏度。YIU（6）bmm21Y（7）Y1、Y2正序和零序等值电容；IbnUn2l为线路长度；式中：Um、Un分别为线路两端的电压

6、；在实际计算中，当发生不对称故障时，可由Y为整条线路的电容；各序网求出各序补偿电流，然后再合成补偿电流，分别对每相电流进行补偿。1.3带有并联电抗器的修正判据对故障分量判据，采用线路两端的故障分量并联电抗器在接入系统时一般分为首端带电压、电流按照上式计算。并联电抗器、末端带并联电抗器和两端带并联电2ATP仿真模型及仿真目标抗器三种方式。这里以两端都带有并联电抗器补本文按照分布参数建立了一条400km长的偿的线路为例进行分析。[8]750kv输电线路带有并联电抗器时的型等值电路为：图2一典型750kV输电系统线路参数如下：图1带有并联电抗器的型等值电路系统阻

7、抗：Lm0.1H；Ln0.1H图中：Z为线路的等值阻抗线路分布参数：ILm、ILn分别为流流过两端电抗器的电流正序：R10.0133326/km；Icm、Icn分别为流过线路等值电容的电流L10.847mH/kmLm、Ln为线路两端电抗器的电感值C10.013877F/km；由上图可以看出负序：（同正序）Im=Im+ILm+Icm（8）零序：R10.32164/km；同理In=In+ILn+Icn（9）L12.65mH/km；可见，必须考虑并联电抗器的补偿作用，所C10.00977875F/km；以对补偿电流进行一下修正，得到电抗器

8、补偿度：90%（60%，30%）Y1