四邊形特性距離保護(hù)躲負(fù)荷性能分析

1、四邊形特性距離保護(hù)躲負(fù)荷性能分析張?zhí)?, 羅承廉1, 杜凌1, 劉海洋2,(1.河南省電力公司 450052；2.洛陽首陽山電廠 417900)摘 要：四邊形特性的距離保護(hù)，其電阻分量可以單獨(dú)整定，反映接地電阻的能力較強(qiáng)。本文對(duì)四邊形特性距離保護(hù)躲負(fù)荷性能進(jìn)行了研究，給出了可靠系數(shù)的計(jì)算公式。關(guān)鍵字：四邊形特性；距離保護(hù)；負(fù)荷Relation Between Load Impedance And Distance ProtectionWith Quadrilateral CharacteristicZhang Tai-sheng, Luo Cheng-lian, Du Ling, Liu H

2、ai-yang(1. Henan Electric Power Corporation ，Zhengzhou 450052，China；2.Luoyang Shouyangshang Power Plant,Luoyang,417900,China)Abstract: Because the value of the reach in resistive direction can be set independently, a quadrilateral-characteristic distance relay can act correctly in faults with a larg

3、e arc resistance. This paper analyze the relation between the load impedance and the quadrilateral characteristic of a distance relay in R-X plane. Keywords: Quadrilateral-characteristic Distance relay, Load 11120 引言對(duì)于四邊形特性的距離保護(hù)，其電阻分量可以單獨(dú)整定，反映接地電阻的能力較強(qiáng)。通常220kV線路輸送的有功功率不超過400MW，無功功率不超過200Mvar，四邊形特性阻抗

4、的電阻分量也是按躲此條件整定的1。近幾年，隨著河南電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展以及負(fù)荷的迅速增長，根據(jù)計(jì)算，一些220kV線路的最大有功功率可能達(dá)到650MW。本文對(duì)四邊形特性距離保護(hù)躲負(fù)荷進(jìn)行了分析。1 距離繼電器的四邊形特性距離保護(hù)大多采用圖1所示的四邊形特性。2 負(fù)荷阻抗對(duì)于負(fù)荷，最常給出的是最大有功功率和最小功率因數(shù)。如果給定有功功率P，那么在阻抗平面上，負(fù)荷阻抗特性是一個(gè)圓。推導(dǎo)如下： 線路視在功率式中：U為電壓；為電流I的共軛；P為有功功率；Q為無功功率 負(fù)荷阻抗：式中：為功率因數(shù)角。三相對(duì)稱時(shí)，等于線路負(fù)荷阻抗角給定電壓U和有功功率P，從式1可解得：Q= 代入式2整理可得：圖2給出了U=220

5、kV；P=400、450、500、550、600、650MVA時(shí)的負(fù)荷特性。3 四邊形特性距離保護(hù)躲負(fù)荷可靠系數(shù)的計(jì)算大負(fù)荷時(shí)，線路負(fù)荷的功率因數(shù)不會(huì)低于0.9，此時(shí)有，對(duì)應(yīng)于圖3中的功率因數(shù)特性1和功率因數(shù)特性2。因此，給定最大有功功率P和最小功率因數(shù)cos，負(fù)荷阻抗的軌跡就是圓夾在直線中的一段圓弧(在、象限)。圖3給出負(fù)荷阻抗特性和距離保護(hù)特性可能出現(xiàn)的各種情況。3.1 負(fù)荷阻抗和動(dòng)作特性情況1中距離保護(hù)動(dòng)作特性躲負(fù)荷可靠系數(shù)的計(jì)算(圖3-a)邊界1與功率因數(shù)特性1的交點(diǎn)：邊界2與功率因數(shù)特性1的交點(diǎn)：情況1中，動(dòng)作邊界上的點(diǎn)與負(fù)荷阻抗特性上的點(diǎn)最近就是AD，因此，距離保護(hù)動(dòng)作特性躲負(fù)荷3

6、.2 負(fù)荷阻抗和動(dòng)作特性情況2中距離保護(hù)動(dòng)作特性躲負(fù)荷可靠系數(shù)的計(jì)算(圖3-b)情況2中，動(dòng)作邊界上的點(diǎn)與負(fù)荷阻抗特性上的點(diǎn)最近的就是AD，因此，距離保護(hù)動(dòng)作特性躲負(fù)荷可靠系數(shù)3.3 負(fù)荷阻抗和動(dòng)作特性情況3中距離保護(hù)動(dòng)作特性躲負(fù)荷可靠系數(shù)的計(jì)算(圖3-c)邊界1與邊界2的交點(diǎn)：情況3中，動(dòng)作邊界上的點(diǎn)與負(fù)荷阻抗特性上的點(diǎn)最近的就是CE，CE的斜率為tg=3.4 負(fù)荷阻抗和動(dòng)作特性情況4和5中距離保護(hù)動(dòng)作特性躲負(fù)荷可靠系數(shù)的計(jì)算(圖3-d、e)動(dòng)作邊界上的點(diǎn)與負(fù)荷阻抗特性上的點(diǎn)最近的就是GH。4 討論對(duì)距離保護(hù)段的靈敏度，文獻(xiàn)2要求：50km以下線路，靈敏度不小于1.5；50200km線路，靈

7、敏度不小于1.4；200km以上線路，靈敏度不小于1.3。對(duì)于220kV線路，每公里的電抗大約為0.333。假設(shè)距離段按規(guī)程的最低靈敏度整定，表2針對(duì)幾個(gè)典型長度的線路，計(jì)算了四邊形特性在不同的Rdz時(shí)躲過不同的有功功率的可靠系數(shù)。文獻(xiàn)2對(duì)距離保護(hù)躲負(fù)荷阻抗的要求是：Zdz0.7ZFH(Zdz是距離保護(hù)定值；ZFH是最小負(fù)荷阻抗)從表2可以看出，對(duì)于100km以上線路，四邊形距離阻抗保護(hù)定值電阻分量如果取50，電抗定值按最小靈敏度要求整定，其躲400MW負(fù)荷的可靠系數(shù)已不滿足規(guī)程要求。必須特別指出，實(shí)際定值計(jì)算中，距離保護(hù)段定值的靈敏度都大于等于規(guī)程的要求，而且距離段定值不會(huì)小于距離段定值，利用本文表1中的方法可以對(duì)任意定值的四邊形特性距離保護(hù)的躲負(fù)荷可靠系數(shù)進(jìn)行計(jì)算校核