工頻變化量原理及應用分析

工頻變化量原理及應用分析來源：[]機電之家·機電行業(yè)電子商務平臺！在我國電力系統(tǒng)繼電保護領域,南瑞繼保公司無疑是占盡技術優(yōu)勢和市場優(yōu)勢的領頭羊。之所以能夠取得這樣輝煌的成就,是與南瑞繼保公司董事長、中國工程院院士沈國榮先生和他創(chuàng)立的“工頻變化量”理論緊密聯(lián)系在一起的。基于這種原理的保護裝置在安全性、快速性、靈敏性和選擇性等各方面都有很大的提高,但是在傳統(tǒng)的教科書中并沒有具體的理論講述,廠家的說明書也很不詳細。下面將從原理和實際應用方面進行具體地分析。1工頻變化量DeviationofPowerFrequencyComponent(DPFC)原理分析工頻變化量的理論基礎為疊加原理,即電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,經(jīng)過渡電阻短路,可認為是過渡電阻下面的一點金屬性短路,即該點對系統(tǒng)中性點電壓為零,可認為該點與中性點之間串聯(lián)2個大小相等、相位相反的電壓源,依然保持該點與中性點間電壓為零,見圖1。“疊加”有2個含義:①短路后任一點的電壓,如保護安裝處M母線的電壓(即M點到中性點電壓,是我們關心的,箭頭向上表示電位為升,M母線為正,中性點為負,),等于2個圖中相應點的電壓之和(二種狀態(tài))。②短路后某個支路的電流,如流過保護的電流,等于2圖中相應支路的電流之和。從重疊原理本身來說,對△UF沒有要求,可以任意取值,但在保護裝置里△UF取短路點短路以前的電壓,Es、ER為電源電勢,在短路前后不變,因此,圖1稱為正常負荷狀態(tài),圖2稱短路附加狀態(tài),目的就是湊出這二種狀態(tài)。與常規(guī)的穩(wěn)態(tài)量保護裝置不同,基于工頻變化量原理的保護裝置只是“考慮”短路附加狀態(tài)的各種電氣量,而不考慮正常負荷狀態(tài)的各種電氣量。在附加狀態(tài)中,只有短路點有一個電壓源,電氣量全部為變化量用符號△表示。微機保護中正在采樣的U、I減去“歷史”上采樣出來的U、I,即為加在繼電器上的△U、△I。Zs為保護背后電源的等值阻抗,ZR為保護正方向的所有阻抗,S為保護背后中性點,由下圖4、圖5可得出2個基本關系式:2變壓器的工頻變化量比率差動保護變壓器有70%左右的故障是匝間短路,為了提高小匝間短路時差動保護的靈敏度,常規(guī)的比率制動特性差動保護中的起動電流往往整定得較小,例如整定成0.3~0.5倍的額定電流,而且初始部份沒有制動特性,見下圖6。工頻變化量差動繼電器的特點:①不受負荷電流的影響。因此負荷電流不會產(chǎn)生制動電流;②受過渡電阻的影響也較小;③在單側(cè)電源線路上發(fā)生短路,只要短路前有負荷電流,短路后無電源側(cè)的工頻變化量電流也會形成動作電流;由于上述原因該繼電器很靈敏。提高了重負荷線路上發(fā)生經(jīng)高電阻短路時的靈敏度。3.2工頻變化量阻抗繼電器的構成:用于構成快速的距離Ⅰ段其動作方程為:工頻變化量阻抗繼電器的特點:①保護過渡電阻的能力很強,該能力有很強的自適應能力。②由于?駐?磚∑與?駐?磚相位相同,所以過渡電阻附加阻抗是純阻性的。因此區(qū)外短路不會超越。③正向出口短路沒有死區(qū)。④正向出口短路動作速度很快。保護背后運行方式越大,本線路越長,動作速度越快。⑤系統(tǒng)振蕩時不會誤動,不必經(jīng)振蕩閉鎖控制。⑥適用于串補線路。南瑞繼保公司的RCS931系列保護裝置中采用工頻變化量距離繼電器自適應能力的浮動門檻,對系統(tǒng)不平衡和干擾具有極強的預防能力,因而測量元件能在保證安全性的基礎上達到特高速,起動元件有很高的靈敏度而不會頻繁起動。由于工頻變化量距離繼電器動作速度非?？?現(xiàn)場曾有3ms動作出口的記錄,因而工頻變化量距離I段與縱聯(lián)電流差保護一起構成線路的主保護。4結論工頻變化量保護原理先進、構成簡單,便于在微機保護中實現(xiàn),而且不受負荷電流、非全相運行等方式影響,抗干擾性能非常突出、自適應能力極強,最突出的特點是動作靈敏可靠而速度非?？?在繼電保護領域具有很強的競爭優(yōu)勢,是我國繼電保護工作者智慧的結晶,體現(xiàn)了我國繼電保護的獨特風格和先進的技術水平。參考文獻:[1]戴學安.繼電保護原理的重大突破綜論工頻變化量繼電器.新技術新產(chǎn)品,1995[2]沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究.電力系統(tǒng)自動化,1983,7(1).[3]陳松林,李海英,喬勇,等.