超高压长线电容电流对差动保护影响及补偿对策仿真分析

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1、继电器2001年6月第29卷第6期6RELAY═══════════════════════════════════════════════════════════════超高压长线电容电流对差动保护的影响及补偿对策仿真分析李岩，陈德树，张哲，尹项根（华中科技大学电力系，湖北武汉430074）摘要：采用ATP软件建立了超高压长线模型，分析了超高压长线各种故障情况下，分布电容对分相电流差动的影响，并对比了采用电容电流补偿和不采用电容电流补偿的相量差动与故障分量差动原理的动作情况。仿真结果表明，分相电流差动在原理上完全适用于超高压长输电线路的保护，在各种运行工况下

2、，采用电容电流补偿可以有效提高差动保护的可靠性和灵敏度，在同一工况下，故障分量差动比相量差动有更好的选择性。关键词：超高压长线路；差动保护；电容电流中图分类号：TM773文献标识码：A文章编号：1003-489（72001）06-0006-04了利用计算机的智能优势具有更高灵敏性和可靠性1引言［4］的综合差动判据；文献则对电容电流影响及各种输电线路的相与相和相与地之间都存在着分布补偿方案进行了总结。但目前的分析多是在简化线电容，对超高压长线路，由于采用了分裂导线，线路路模型情况下的定性分析，缺乏直观定量分析，并且的感抗减少，分布电容增大，线路较长则更使分布电电

3、容电流补偿问题也尚未解决，这是因为超高压长容的等值容抗大大减少。分布电容在暂态过程中将线暂态过程非常复杂，线路内部故障时的电容电流引起各种高频自由震荡分量，在稳态过程中将使输受故障电压影响很大，不易准确获得，所以目前的电电线路中的电流、电压的大小和相位都产生严重的容电流补偿方法都是基于区外故障的稳态情况，在畸变，尤其是当线路的负荷电流和短路电流较小时，暂态过程中和线路内部故障时则不能完全补偿电容这种影响就更为严重。电流。分相电流差动原理具有简单、可靠，能够适应各本文用ATP（电磁暂态仿真）软件作为工具，建种复杂接线的优点，已被广泛应用，但其在我国超高立起分布参

4、数的超高压长线路模型，通过大量计算压长输电线路保护中的应用却很少，在保护原理上，获得仿真故障数据，对差动保护判据在有、无电容电主要是受分布电容电流的影响。对于电流差动保流补偿下的动作性能进行了计算分析，并研究了多护，分布电容不仅影响故障暂态过程中计算出的电种运行方式和各种故障情况下电容电流对差动保护流相量精度，更主要的是电容电流的存在使线路两动作的影响。端的测量电流不再满足基尔霍夫电流定律，从而直2超高压长线路的ATP模型及仿真目标接影响了保护的灵敏度和可靠性。因此需要详细分析电容电流的负面影响，并研究适当的解决办法，促本文按照分布参数建立了一条340km长的

5、进分相电流差动在超高压长线上的应用。500kVATP线路模型，见图1。按照空载线路工频过目前采取的措施包括两个方面：一是从保护方电压系数不超过1.4的原则，考虑了大、中、小三种案的选择和保护定值的整定入手，选取受电容电流系统阻抗，电源电势角差考虑了从0º～60º均匀分布影响小的保护方案，并针对电容电流衰减特性，自适的四种。对接地故障考虑了从0～300Ω的10种过应的调整保护判据和定值；二是采取电容电流补偿渡电阻，故障方式考虑了单相接地、两相短路、两相措施，把动作电流中的电容电流分量完全补偿。接地、三相短路四类共十种故障。从S母线至D母［1］、［2］文献等都从各

6、方面进行了分析，也得出了线设了1个外部故障点，在MS线路始端、线路中点［1］初步的结论，比如文献利用∏形等值电路对电容和线路末端设置了3个内部故障点。对于每一种运电流影响进行的分析表明：在两侧保护装置中采用行工况，一个短路点计算的故障情况有400种。总半补偿的方式，既可以提高差动保护在区内故障时共计算了9903种故障情况。模型暂时没有考虑线［2］的灵敏度，又可提高区外故障时的安全性；文献分路中含有串补电容和并联电抗的情况，没有考虑故［3］析了负荷电流对线路差动保护的影响；文献提出障转移的情况。超高压长线电容电流对差动保护的影响及补偿对策仿真分析7"""""""

7、""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""YcI'm=Im-Um（5）2YcI'n=In-Un（6）2图1500kV系统模型Im、In———补偿前线路两端电流相量；具体参数如下：I'm、I'n———补偿后线路两端电流相量；系统阻抗一：Zm1=1.2675+j100.2350ΩUm、Un———线路两端电压；Zm0=0.5595+j33.6050ΩYc———整条线路电容；系统阻抗二：Zm1=0.4225+j33.4117Ω对故障分量判据，则采用线路两端的故障分量Zm0=0.1865+j11.20

8、17Ω电压、电流同样按照上式计算。在实