四邊形特性距離保護躲負荷性能分析

1、四邊形特性距離保護躲負荷性能分析張?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，其電阻分量可以單獨整定，反映接地電阻的能力較強。本文對四邊形特性距離保護躲負荷性能進行了研究，給出了可靠系數(shù)的計算公式。關鍵字：四邊形特性；距離保護；負荷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 引言對于四邊形特性的距離保護，其電阻分量可以單獨整定，反映接地電阻的能力較強。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)結構的發(fā)展以及負荷的迅速增長，根據(jù)計算，一些220kV線路的最大有功功率可能達到650MW。本文對四邊形特性距離保護躲負荷進行了分析。1 距離繼電器的四邊形特性距離保護大多采用圖1所示的四邊形特性。2 負荷阻抗對于負荷，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，負荷阻抗特性是一個圓。推導如下： 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 負荷阻抗：式中：為功率因數(shù)角。三相對稱時，等于線路負荷阻抗角給定電壓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時的負荷特性。3 四邊形特性距離保護躲負荷可靠系數(shù)的計算大負荷時，線路負荷的功率因數(shù)不會低于0.9，此時有，對應于圖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給出負荷阻抗特性和距離保護特性可能出現(xiàn)的各種情況。3.1 負荷阻抗和動作特性情況1中距離保護動作特性躲負荷可靠系數(shù)的計算(圖3-a)邊界1與功率因數(shù)特性1的交點：邊界2與功率因數(shù)特性1的交點：情況1中，動作邊界上的點與負荷阻抗特性上的點最近就是AD，因此，距離保護動作特性躲負荷3

6、.2 負荷阻抗和動作特性情況2中距離保護動作特性躲負荷可靠系數(shù)的計算(圖3-b)情況2中，動作邊界上的點與負荷阻抗特性上的點最近的就是AD，因此，距離保護動作特性躲負荷可靠系數(shù)3.3 負荷阻抗和動作特性情況3中距離保護動作特性躲負荷可靠系數(shù)的計算(圖3-c)邊界1與邊界2的交點：情況3中，動作邊界上的點與負荷阻抗特性上的點最近的就是CE，CE的斜率為tg=3.4 負荷阻抗和動作特性情況4和5中距離保護動作特性躲負荷可靠系數(shù)的計算(圖3-d、e)動作邊界上的點與負荷阻抗特性上的點最近的就是GH。4 討論對距離保護段的靈敏度，文獻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。對于220kV線路，每公里的電抗大約為0.333。假設距離段按規(guī)程的最低靈敏度整定，表2針對幾個典型長度的線路，計算了四邊形特性在不同的Rdz時躲過不同的有功功率的可靠系數(shù)。文獻2對距離保護躲負荷阻抗的要求是：Zdz0.7ZFH(Zdz是距離保護定值；ZFH是最小負荷阻抗)從表2可以看出，對于100km以上線路，四邊形距離阻抗保護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負荷的可靠系數(shù)已不滿足規(guī)程要求。必須特別指出，實際定值計算中，距離保護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小于距離段定值，利用本文表1中的方法可以對任意定值的四邊形特性距離保護的躲負荷可靠系數(shù)進行計算校核