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      中性點不接地系統(tǒng)獲取序分量討論

      2012-12-07 01:10:56劉華斌許建安
      關(guān)鍵詞:正序電抗負(fù)序

      劉華斌 許建安

      福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建 永安 366000

      0 引言

      用對稱分量分析電力系統(tǒng)故障時,各序分量可反映不同的故障,相間不對稱故障時,除了正序量外還存在負(fù)序分量;接地故障時,系統(tǒng)中出現(xiàn)三序分量;對稱短路時,僅存在正序分量[1-2]。由序分量或序分量突變量構(gòu)成的保護因靈敏度高而得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)保護中由序分量濾過器獲取序量,微機保護由移相算法實現(xiàn)。在中性點不接地系統(tǒng)中電流互感器通常僅在A、C兩相上安裝,本文對兩相式電流互感器獲取序分量的問題展開討論。

      1 基本原理

      由式(1)得正序分量電流為

      同理

      由式(3)得負(fù)序分量電流為

      1.1 正序分量濾過器

      為分析正序分量濾過器表達(dá)式的正確性,將式(2)改寫成

      當(dāng)系統(tǒng)為線性電路時可用疊加原理分析故障序分量[5-6],當(dāng)式(5)輸入正序分量時,其相量圖如圖1(a)所示,輸出為式(5)輸入負(fù)序分量時,相量圖如圖1(b)所示,即負(fù)序分量被濾除。按式(5)計算得到的為正序分量電流,不反映負(fù)序分量。

      圖1 正序分量濾過器相量圖

      1.2 負(fù)序分量濾過器

      同理負(fù)序分量濾過器式(4)改寫成

      圖2 負(fù)序分量濾過器相量圖

      1.3 序分量濾過器變換

      將(5)式乘以ej90°、(6)式乘以e-j30°得

      或?qū)ⅲ?)式乘以ej30°、(6)式乘以e-j90°得

      圖3 正序分量相量圖

      圖4 負(fù)序分量相量圖

      由以上分析可得,將式(2)或式(4)分別乘以ejφ1、ejφ2,可得到一般表達(dá)式為

      式(9)說明序分量濾過器的表達(dá)式不是唯一的,旋轉(zhuǎn)的角度不同,序分量濾過器有不同表達(dá)式,但其實質(zhì)相同,在實際應(yīng)用中可根據(jù)需要選取。

      2 序分量濾過器實現(xiàn)

      中性點不接地系統(tǒng)單相失地屬異常運行狀態(tài),相間短路零序分量不存在,因此正、負(fù)序分量才有應(yīng)用價值。為獲取序分量,由式(7)知獲得正序分量A相需移相60°、C相不需移相;獲得負(fù)序分量A相不需移相,C相需移相60°。由式(8)知獲得正序分量相A不需移相、C相需移相-60°;要獲得負(fù)序分量,A相需移相-60°、C相不需移相。

      傳統(tǒng)序分量可用電流變換器和電抗變換器實現(xiàn),需移相的采用電抗變換器,不需移相的采用電流變換器既可達(dá)到目的。微機保護中,設(shè)每周采樣N=12,ωTs=30°,即相隔30°采樣一次,對應(yīng)式(7)或式(8)的數(shù)據(jù)窗為2時離散形式為

      式(10)直接移相算法的相量圖如圖5所示,圖5(a)正序分量濾過器輸出與正序分量成正比,負(fù)序分量被濾除;圖5(b)負(fù)序分量濾過器輸出與負(fù)序分量成正比,正序分量被濾除。式(11)與式(10)相似。

      圖5 直接移相式序分量濾過器相量圖

      3 結(jié)語

      1)中性點不接地系統(tǒng)兩相裝設(shè)電流互感器可獲得正、負(fù)序分量,相間故障零序分量不存在。

      2)濾分量濾過器表達(dá)式不是唯一的,可根據(jù)需要選取。

      3)用電流變換器和電抗變換器可實現(xiàn)傳統(tǒng)獲取序分量方法。

      4)微機保護用直接移相就可獲得序分量且方法簡單。

      5)當(dāng)輸入端存在諧波分量,將產(chǎn)生誤差,需先進(jìn)行濾波消除影響。

      [1]許正亞.輸電線路新型距離保護[M].北京:中國水利水電出版社,2002.

      [2]許建安,王風(fēng)華.電力系統(tǒng)繼電保護整定計算[M].北京:中國水利水電出版社,2007.

      [3]許建安,路文梅.電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.

      [4]葛耀中.新型繼電保護和故障測距的原理與技術(shù)[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2007.

      [5]林軍.電力系統(tǒng)繼電保護[M].北京:中國水利水電出版社,2006.

      [6]施圍,郭潔.電力系統(tǒng)過電壓計算[M].北京:高等教育出版社,2006.

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