平行線零序互感對(duì)零序電流保護(hù)的影響分析

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1、平行線零序互感對(duì)零序電流保護(hù)的影響分析張紅霞（寧夏銀南供電局保護(hù)自動(dòng)化所，寧夏吳忠751100）摘要：同桿架設(shè)的兩回三相線路，或平行架設(shè)但距離很近的兩條三相線路，當(dāng)他們流過(guò)零序電流時(shí)，兩條線路間互感磁通相當(dāng)大，致使各線路的零序阻抗發(fā)生很大的變化。本文通過(guò)對(duì)零序互感的分析，結(jié)合定值整定過(guò)程中經(jīng)常采用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，詳細(xì)分析了雙回線零序互感對(duì)零序電流保護(hù)的影響。關(guān)鍵詞：平行線，零序互感，零序電流1引言中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生接地短路，將產(chǎn)生很大的零序分量，利用零序電流量構(gòu)成保護(hù)，是一種主要的接地短路保護(hù)。因

2、為它不反映三相和兩相短路，在正常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)也沒(méi)有零序分量產(chǎn)生，所以有較好的靈敏度。另一方面，零序電流保護(hù)受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大，特別是短距離線路以及復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)中，由于速動(dòng)段的保護(hù)范圍太小或沒(méi)有，致使零序電流保護(hù)效果不能滿(mǎn)足電力系統(tǒng)要求。2平行架設(shè)雙回線零序互感的分析平行架設(shè)的兩回三相線路，或平行架設(shè)但距離很近的兩條三相線路，當(dāng)他們流過(guò)零序電流時(shí)，兩條線路間互感磁通相當(dāng)大，致使各線路的零序阻抗發(fā)生很大的變化。設(shè)兩條線路都有整循環(huán)換位，可以寫(xiě)出一回線路中任一相“導(dǎo)線－地”回路與另一回線

3、路中任一相“導(dǎo)線—地”回路之間的互阻抗[1]：Ω/KM（1）式中—大地電阻，當(dāng)f=50Hz時(shí)，≈0.05Ω/KM—假想地線的等值深度，一般計(jì)算可取平均值：=1000m。7DⅠ-Ⅱ—兩條線路間的幾何均距，按圖一有：圖一：兩回線路間的距離當(dāng)兩條線路流過(guò)零序電流時(shí)，一條線路三相對(duì)另一線路中任一相間的零序互阻抗Zm0應(yīng)等于Zm的三倍，即：Ω/KM（2）圖二為兩回線路的零序電路示意圖，忽略電阻，每回線的零序電圖二兩回線路零序電流示意圖壓降為：（3）（4）在上式中右邊引入和，則可得：（5）（6）由式（5）、（

4、6）可得雙回線零序等效電路，如圖三所示：7圖三平行架空線路零序等效電路如果把每一回線路看成是一個(gè)繞組，則雙回線零序等效電路和雙繞組變壓器相似，和可以與變壓器中兩個(gè)繞組的漏抗相對(duì)應(yīng)。將圖三中的P、Q兩點(diǎn)連接，可構(gòu)成雙回線并列運(yùn)行時(shí)的零序等效電路。若雙回線參數(shù)完全相同，即，則雙回線路的綜合零序阻抗為：（7）單回線零序阻抗為：（8）1零序互感對(duì)零序電流保護(hù)的影響3.1并列運(yùn)行雙回線末端故障由公式（8）可知，在線路末端發(fā)生接地故障，由于雙回線路中電流、同方向而產(chǎn)生助磁作用，使零序電抗增大，零序電流減小。這

5、時(shí)的零序等值電路如圖四所示，它表明：兩回平行架設(shè)、完全相同、并聯(lián)運(yùn)行的架空線路，可以用兩回之間沒(méi)有零序耦合的并聯(lián)線路代替，每回路的為計(jì)及回路間零序互感時(shí)每回路的零序電抗。圖四完全相同雙回線并聯(lián)時(shí)零序等值電路7為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，雙回線并聯(lián)運(yùn)行線路越來(lái)越多。而110KV線路參數(shù)大多數(shù)采用設(shè)計(jì)參數(shù)，零序互感采用計(jì)算數(shù)值，設(shè)計(jì)參數(shù)、計(jì)算數(shù)值與實(shí)測(cè)參數(shù)存在一定誤差，因此理論計(jì)算與實(shí)際運(yùn)行情況存在一定誤差，給設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患。表1[1]列出架空線路零序電抗的約值，可用于規(guī)劃設(shè)計(jì)及近似計(jì)算使用。表中

6、雙回線路的零序電抗是指兩回完全相同并聯(lián)運(yùn)行的線路。表1架空線路零序電抗單回線路雙回線路無(wú)避雷線3.55.5有鐵磁導(dǎo)體避雷線3.04.7有良導(dǎo)體避雷線2.03.0表中：－為架空線路正序電抗；－為單回線架空線路零序電抗；－為雙回架空線每回路的零序電抗。在單回線整定過(guò)程中，通常取，即按有鐵磁導(dǎo)體避雷線的方式取值；對(duì)于雙回線則可取，即，與公式（8）對(duì)比，可得。3.2雙回線中的一回線接地運(yùn)行情況圖五雙回線中一回線接地運(yùn)行示意圖如圖五所示并聯(lián)運(yùn)行的雙回線，其中一回線運(yùn)行，另一回線停用并兩端接地。如果說(shuō)雙回線相

7、對(duì)于一個(gè)雙繞組變壓器，那么一回線兩側(cè)接地就相當(dāng)于變壓器的二次繞組處于短路狀態(tài)，雙回線間的零序互感與變壓器一、二次間的漏抗相對(duì)應(yīng)。雙回線中一回線兩端接地運(yùn)行零序等效圖如圖六所示。7圖六一回線接地運(yùn)行零序等效阻抗圖若雙回線參數(shù)完全相同，則從運(yùn)行中一回線看線路的零序電抗為：（9）取：，則上式可轉(zhuǎn)化為：（10）取、，則（11）由此可知，雙回線路中一回線運(yùn)行，另一回線停用并兩端接地時(shí)，零序互感有去磁的作用，零序電抗減小，導(dǎo)致零序電流增大。所以在定值整定過(guò)程中，一般在選擇流過(guò)保護(hù)最大零序電流的運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)考

8、慮相鄰線路停用并兩端接地的情況。3.3雙回線并列運(yùn)行在一回線上發(fā)生故障圖七雙回線并列運(yùn)行在一回線上發(fā)生故障示意圖如圖七所示，在A點(diǎn)發(fā)生接地短路故障，A點(diǎn)距母線M的距離(0