串聯(lián)補(bǔ)償電路與并聯(lián)補(bǔ)償電路的問(wèn)題.doc

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1、串聯(lián)補(bǔ)償電路與并聯(lián)補(bǔ)償電路的問(wèn)題研究引言：無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬纱箢愋褪侄?，串?lián)補(bǔ)償與并聯(lián)補(bǔ)償，基于對(duì)以上兩種無(wú)功補(bǔ)償電路的理解，我們來(lái)研究一下串聯(lián)補(bǔ)償電路中補(bǔ)償電路的繼電保護(hù)問(wèn)題，并提出保護(hù)電路的方案，同時(shí)來(lái)討論一下并聯(lián)補(bǔ)償與串聯(lián)補(bǔ)償?shù)募嫒菪詥?wèn)題。1串補(bǔ)電容對(duì)線路保護(hù)的影響1.1補(bǔ)償原理串聯(lián)補(bǔ)償：通過(guò)在線路這種串聯(lián)電容器（一般長(zhǎng)距離輸電線路呈感性），改變線路的阻抗特性，從而達(dá)到傳輸?shù)哪繕?biāo)。串聯(lián)補(bǔ)償電容器對(duì)輸電線路的控制是直接的，提供了很強(qiáng)的縱向潮流控制能力。同時(shí)提供了無(wú)功補(bǔ)償。并聯(lián)補(bǔ)償：通過(guò)在線路這種并

2、聯(lián)電容器（或電抗器），通過(guò)電容器（或電抗器）向系統(tǒng)產(chǎn)生（或吸收無(wú)功功率）。從而改善潮流分布的目標(biāo)。并聯(lián)電容器向連接的節(jié)點(diǎn)提供無(wú)功功率，與補(bǔ)償點(diǎn)相連的所有都將受到不可控的影響，盡管并聯(lián)補(bǔ)償是一種很好的電壓控制方式，但對(duì)系統(tǒng)的縱向潮流控制能力較弱。1.2串聯(lián)補(bǔ)償電路對(duì)繼電保護(hù)向量的影響1.2.1電壓反相通常在非串補(bǔ)線路上，電源流出的短路電流落后于電源電勢(shì)，母線電壓與電源電勢(shì)基本同相。但在串補(bǔ)系統(tǒng)中，如從電源到保護(hù)安裝處的感抗大于容抗，當(dāng)靠近串補(bǔ)處發(fā)生故障時(shí)（如圖1-1中F1點(diǎn)故障），將導(dǎo)致加在繼電器

3、上的電壓相位和電源電勢(shì)相差180°，即保護(hù)丈量的電壓將發(fā)生反向。在故障序網(wǎng)圖中，也會(huì)發(fā)生電壓反向。圖1-1簡(jiǎn)易的串聯(lián)補(bǔ)償電路系統(tǒng)間隔保護(hù)或方向保護(hù)的電流方向不會(huì)因串補(bǔ)而改變。這種電壓方向的變化將對(duì)保護(hù)動(dòng)作的正確性產(chǎn)生影響，但對(duì)不以丈量故障電壓為參考量的保護(hù)（如電流差動(dòng)保護(hù)），則不會(huì)造成影響。1.2.2電流反向在串補(bǔ)線路上，以線路始端母線電壓為基準(zhǔn)，線路短路電流可能超前于電勢(shì)，相位變化約180°，即發(fā)生電流反向。當(dāng)電源負(fù)序阻抗小于電容容抗時(shí)，保護(hù)測(cè)得的負(fù)序電流也將反方向。以電流為參考量的保護(hù)，如間

4、隔保護(hù)、方向保護(hù)、電流差動(dòng)保護(hù)，在電流發(fā)生反向時(shí)，正常的選擇性將受到影響。1.3串聯(lián)補(bǔ)償電容對(duì)典型繼電保護(hù)的影響1.3.1串聯(lián)補(bǔ)償電容對(duì)間隔保護(hù)的影響當(dāng)串補(bǔ)電容器的保護(hù)MOV將串補(bǔ)電容旁路時(shí)，間隔保護(hù)自然適應(yīng)，故以下主要討論串補(bǔ)電容不被旁路的情況。對(duì)于圖1-1中F1點(diǎn)故障，線路保護(hù)繼電器的丈量電壓取自母線側(cè)電壓互感器（TV）。當(dāng)

5、XC

6、<

7、ZS

8、時(shí)（XC為電容器容抗，ZS為保護(hù)安裝處到S端電源的阻抗），電壓發(fā)生反向，無(wú)記憶的姆歐繼電器與以有限記憶為極化量的可變姆歐繼電器的動(dòng)作特性如圖2-1（a）

9、，區(qū)內(nèi)故障時(shí)，可變姆歐繼電器在動(dòng)態(tài)期間能動(dòng)作，在穩(wěn)態(tài)期間不能動(dòng)作。當(dāng)

10、XC

11、>

12、ZS

13、時(shí)，電流發(fā)生反向，姆歐繼電器與可變姆歐繼電器的動(dòng)作特性如圖2-1（b），區(qū)內(nèi)故障時(shí)，可變姆歐繼電器在動(dòng)態(tài)期間與穩(wěn)態(tài)期間均不能動(dòng)作。a.b.圖2-1F1點(diǎn)短路時(shí)，MN線路M側(cè)保護(hù)動(dòng)作特性.注：圖中陰影為電抗器動(dòng)作邊界，陰影區(qū)為非動(dòng)作區(qū)對(duì)于串補(bǔ)相鄰線路，如圖1中F1處故障，MP線路的M側(cè)的保護(hù)丈量的電壓發(fā)生反向。設(shè)MP線路M側(cè)保護(hù)繼電器的整定阻抗為ZY′，當(dāng)

14、XC

15、<

16、ZY′

17、時(shí)，姆歐繼電器與可變姆歐繼電器的動(dòng)作特

18、性如圖3（a），可見(jiàn)，對(duì)于反方向故障，可變姆歐繼電器在穩(wěn)態(tài)時(shí)誤動(dòng)作，在動(dòng)態(tài)時(shí)不動(dòng)作。當(dāng)

19、XC

20、>

21、ZY′

22、時(shí)，姆歐繼電器與可變姆歐繼電器的動(dòng)作特性如圖3（b），可見(jiàn)，對(duì)于區(qū)外故障，可變姆歐繼電器在動(dòng)態(tài)時(shí)會(huì)誤動(dòng)，在穩(wěn)態(tài)時(shí)不動(dòng)作。對(duì)于串補(bǔ)相鄰線路，如圖1中F1處故障，MP線路的M側(cè)的保護(hù)丈量的電壓發(fā)生反向。設(shè)MP線路M側(cè)保護(hù)繼電器的整定阻抗為ZY′，當(dāng)

23、XC

24、<

25、ZY′

26、時(shí)，姆歐繼電器與可變姆歐繼電器的動(dòng)作特性如圖2-2（a），可見(jiàn)，對(duì)于反方向故障，可變姆歐繼電器在穩(wěn)態(tài)時(shí)誤動(dòng)作，在動(dòng)態(tài)時(shí)不動(dòng)作。當(dāng)

27、

28、XC

29、>

30、ZY′

31、時(shí)，姆歐繼電器與可變姆歐繼電器的動(dòng)作特性如圖2-2（b），可見(jiàn)，對(duì)于區(qū)外故障，可變姆歐繼電器在動(dòng)態(tài)時(shí)會(huì)誤動(dòng)，在穩(wěn)態(tài)時(shí)不動(dòng)作。a.b.圖2-2F1點(diǎn)短路時(shí)，MP線路M側(cè)保護(hù)動(dòng)作特性。注：圖中陰影為電抗器動(dòng)作邊界，陰影區(qū)為非動(dòng)作區(qū)。1.2.2對(duì)負(fù)序繼電器及方向保護(hù)的影響假設(shè)在圖1-1中F1點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路。若MN線路M側(cè)保護(hù)繼電器丈量電壓取自線路TV，在負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)

32、Z2S

33、>

34、X2C

35、時(shí)，I2J超前U2J，負(fù)序方向繼電器動(dòng)作，但是當(dāng)

36、Z2S

37、<

38、X2C

39、時(shí)，出現(xiàn)了電流反向，I2

40、J落后于U2J，負(fù)序繼電器不動(dòng)作。當(dāng)保護(hù)繼電器丈量電壓取自母線TV時(shí)，不論是否出現(xiàn)電流反向，負(fù)序方向繼電器都動(dòng)作，與串補(bǔ)電容無(wú)關(guān)。對(duì)于圖1中MP線路M側(cè)的保護(hù)，當(dāng)F2點(diǎn)短路，保護(hù)的動(dòng)作決定于串補(bǔ)線路及R端電源的總阻抗與串補(bǔ)容抗的相對(duì)大校。2串補(bǔ)線路保護(hù)動(dòng)作原理2.1間隔保護(hù)設(shè)置電平檢測(cè)器對(duì)于圖1-1中的MN線路N側(cè)的保護(hù)，如不采取其他措施，保護(hù)整定范圍通常為（80%～90%）（XNM-XC）。GE公司提出設(shè)置一個(gè)電平門檻檢測(cè)器，將間隔保護(hù)的整定范圍設(shè)為90%XNM，保護(hù)動(dòng)作輸出由間隔保護(hù)與電平檢