平行线零序互感对零序电流保护的影响分析

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1、平行线零序互感对零序电流保护的影响分析张红霞（宁夏银南供电局保护自动化所，宁夏吴忠751100）摘要：同杆架设的两回三相线路，或平行架设但距离很近的两条三相线路，当他们流过零序电流时，两条线路间互感磁通相当大，致使各线路的零序阻抗发生很大的变化。本文通过对零序互感的分析，结合定值整定过程中经常采用的经验数据，详细分析了双回线零序互感对零序电流保护的影响。关键词：平行线，零序互感，零序电流1引言中性点直接接地系统发生接地短路，将产生很大的零序分量，利用零序电流量构成保护，是一种主要的接地短路保护。因

2、为它不反映三相和两相短路，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以有较好的灵敏度。另一方面，零序电流保护受系统运行方式变化的影响较大，特别是短距离线路以及复杂的环网中，由于速动段的保护范围太小或没有，致使零序电流保护效果不能满足电力系统要求。2平行架设双回线零序互感的分析平行架设的两回三相线路，或平行架设但距离很近的两条三相线路，当他们流过零序电流时，两条线路间互感磁通相当大，致使各线路的零序阻抗发生很大的变化。设两条线路都有整循环换位，可以写出一回线路中任一相“导线－地”回路与另一回线

3、路中任一相“导线—地”回路之间的互阻抗[1]：Ω/KM（1）式中—大地电阻，当f=50Hz时，≈0.05Ω/KM—假想地线的等值深度，一般计算可取平均值：=1000m。7DⅠ-Ⅱ—两条线路间的几何均距，按图一有：图一：两回线路间的距离当两条线路流过零序电流时，一条线路三相对另一线路中任一相间的零序互阻抗Zm0应等于Zm的三倍，即：Ω/KM（2）图二为两回线路的零序电路示意图，忽略电阻，每回线的零序电图二两回线路零序电流示意图压降为：（3）（4）在上式中右边引入和，则可得：（5）（6）由式（5）、（

4、6）可得双回线零序等效电路，如图三所示：7图三平行架空线路零序等效电路如果把每一回线路看成是一个绕组，则双回线零序等效电路和双绕组变压器相似，和可以与变压器中两个绕组的漏抗相对应。将图三中的P、Q两点连接，可构成双回线并列运行时的零序等效电路。若双回线参数完全相同，即，则双回线路的综合零序阻抗为：（7）单回线零序阻抗为：（8）1零序互感对零序电流保护的影响3.1并列运行双回线末端故障由公式（8）可知，在线路末端发生接地故障，由于双回线路中电流、同方向而产生助磁作用，使零序电抗增大，零序电流减小。这

5、时的零序等值电路如图四所示，它表明：两回平行架设、完全相同、并联运行的架空线路，可以用两回之间没有零序耦合的并联线路代替，每回路的为计及回路间零序互感时每回路的零序电抗。图四完全相同双回线并联时零序等值电路7为保证系统稳定运行，双回线并联运行线路越来越多。而110KV线路参数大多数采用设计参数，零序互感采用计算数值，设计参数、计算数值与实测参数存在一定误差，因此理论计算与实际运行情况存在一定误差，给设备的安全稳定运行带来隐患。表1[1]列出架空线路零序电抗的约值，可用于规划设计及近似计算使用。表中

6、双回线路的零序电抗是指两回完全相同并联运行的线路。表1架空线路零序电抗单回线路双回线路无避雷线3.55.5有铁磁导体避雷线3.04.7有良导体避雷线2.03.0表中：－为架空线路正序电抗；－为单回线架空线路零序电抗；－为双回架空线每回路的零序电抗。在单回线整定过程中，通常取，即按有铁磁导体避雷线的方式取值；对于双回线则可取，即，与公式（8）对比，可得。3.2双回线中的一回线接地运行情况图五双回线中一回线接地运行示意图如图五所示并联运行的双回线，其中一回线运行，另一回线停用并两端接地。如果说双回线相

7、对于一个双绕组变压器，那么一回线两侧接地就相当于变压器的二次绕组处于短路状态，双回线间的零序互感与变压器一、二次间的漏抗相对应。双回线中一回线两端接地运行零序等效图如图六所示。7图六一回线接地运行零序等效阻抗图若双回线参数完全相同，则从运行中一回线看线路的零序电抗为：（9）取：，则上式可转化为：（10）取、，则（11）由此可知，双回线路中一回线运行，另一回线停用并两端接地时，零序互感有去磁的作用，零序电抗减小，导致零序电流增大。所以在定值整定过程中，一般在选择流过保护最大零序电流的运行方式时，应考

8、虑相邻线路停用并两端接地的情况。3.3双回线并列运行在一回线上发生故障图七双回线并列运行在一回线上发生故障示意图如图七所示，在A点发生接地短路故障，A点距母线M的距离(0