1、南京南瑞繼保電氣有限公司南京南瑞繼保電氣有限公司含串聯補償電容的含串聯補償電容的線路保護原理線路保護原理內容介紹內容介紹串補電容的作用串補電容的作用在有串聯補償電容線路上繼電保護遇到的在有串聯補償電容線路上繼電保護遇到的問題問題工頻變化量阻抗繼電器的對策工頻變化量阻抗繼電器的對策用正序電壓的記憶量極化的阻抗繼電器的用正序電壓的記憶量極化的阻抗繼電器的對策對策零序方向繼電器的對策零序方向繼電器的對策串補電容的作用串補電容的作用 輸電線路加入串補電容后減少了輸電線路加入串補電容后減少了 ，使兩側電，使兩側電源聯系緊密，提高了系統的穩定性。或者說在保源聯系緊密，提高了系統的穩定性。或者說在保證相同的

2、穩定儲備條件下，允許輸送更大的負荷證相同的穩定儲備條件下，允許輸送更大的負荷電流。所以加串補電容是提高系統穩定的措施之電流。所以加串補電容是提高系統穩定的措施之一。一。MNMINIZZD DC CQ QS SM MO OV V 典型的串補裝置典型的串補裝置MOVMOVBreakerBreakerX XC CL LS SI IC CI ILineLineI IT TV VT TV VC C固定串補固定串補可控串補可控串補0 0. .2 20 0. .4 40 0. .6 6R R/ /X Xc c- -0 0. .2 2- -0 0. .4 4- -0 0. .6 6- -0 0. .8 8-

3、-1 1. .0 0X X/ /X Xc c1 1, ,I I= =I Ip pr r2 2, ,I I= =2 2I Ip pr r3 3, ,I I= =1 10 0I Ip pr rI IC CX XC C R RC C M MO OV VI IC CX XC C0 0 MOV MOV和電容的等值特性和電容的等值特性0 0. .5 51 1. .0 01 1. .5 51 10 02 21 10 04 41 10 03 31 10 05 5p pr ro ot te ec ct ti iv ve el le ev ve el lM Mi in ni im mu um m r re ef

4、fe er re en nc ce ev vo ol lt ta ag ge eS Se er ri ie es s c ca ap pa ac ci it to or rr ra at te ed d v vo ol lt ta ag ge eD DC C 2 20 0o o C CD DC C 1 10 00 00 0o o C CA AC C 2 20 0o o C CA AC C 1 10 00 00 0o o C CV Vo ol lt ta ag ge e( (p p. .u u. .o of f m mi in ni im mu um m r re ef fe er re en

5、nc ce ev vo ol lt ta ag ge e( (p pe ea ak k v va al lu ue e) ) )C Cu ur rr re en nt t( (A A) )R Re eg gi io on n 1 1R Re eg gi io on n 3 3R Re eg gi io on n 2 21 10 01 11 10 00 01 10 0- -1 11 10 0- -4 41 10 0- -5 51 10 0- -3 31 10 0- -2 2 MOV MOV的伏的伏-安特性安特性MOVMOV未擊穿未擊穿( (線路末端三相短路線路末端三相短路) )： 0 0.05

6、0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 -500 0 500 time s u (kV) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 -10 -5 0 5 10 time s i (kA) MOV MOV擊穿擊穿( (電容器出口三相短路電容器出口三相短路) )： 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 -500 0 500 time s u (kV) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 -20 -10 0 10 20 time

7、 s i (kA) 在有串補電容情況下繼電保護遇到的問題在有串補電容情況下繼電保護遇到的問題正向出口有串補電容時，在電容器后發生短路。正向出口有串補電容時，在電容器后發生短路。由于電壓反相，測量阻抗是容性的，導致方向由于電壓反相，測量阻抗是容性的，導致方向阻抗繼電器有一段拒動區。阻抗繼電器有一段拒動區。RjXsetZ0CjXTACTVZKMNITVTACZKMNMINI在有串補電容情況下繼電保護遇到的問題在有串補電容情況下繼電保護遇到的問題如果反方向出口有串補電容時，在電容器另一如果反方向出口有串補電容時，在電容器另一側發生短路。由于電壓、電流都反相，測量阻側發生短路。由于電壓、電流都反相，測

8、量阻抗是感性的。將導致方向阻抗繼電器可能誤動。抗是感性的。將導致方向阻抗繼電器可能誤動。TATVZCKsetZRZYRjXsetZCjX0在有串補電容情況下繼電保護遇到的問題在有串補電容情況下繼電保護遇到的問題如果本線路末端或相鄰線路始端有串補電容時，如果本線路末端或相鄰線路始端有串補電容時，在串補電容后發生短路。由于電容上的壓降產在串補電容后發生短路。由于電容上的壓降產生的阻抗使阻抗繼電器測量阻抗減少，按本線生的阻抗使阻抗繼電器測量阻抗減少，按本線路阻抗路阻抗(8085)%整定的距離保護第整定的距離保護第段將可能段將可能誤動，產生超越。誤動，產生超越。ZTATVCK1I2I21II lZ12

9、1Cl1ClmIIIjXZIUZZ在有串補電容情況下繼電保護遇到的問題在有串補電容情況下繼電保護遇到的問題4. 4. 如果保護用串補電容外側的如果保護用串補電容外側的TVTV，且變電站母線上裝有，且變電站母線上裝有大容量的中性點接地的星角接線變壓器，當變電站大容量的中性點接地的星角接線變壓器，當變電站母線上的綜合零序阻抗母線上的綜合零序阻抗值值 很小很小滿足滿足 時，時，正方向短路，正方向的零序方向繼電器不動作而反方正方向短路，正方向的零序方向繼電器不動作而反方向的零序方向繼電器將誤動向的零序方向繼電器將誤動。MN0KU0SjX0F0CjX0I0U0F0SX00CSXX南瑞繼保電氣公司用在串補

10、電容南瑞繼保電氣公司用在串補電容線路上的保護裝置線路上的保護裝置 研制并生產了研制并生產了RCS-902AS和和RCS-931AS兩種專門用于有串補電容情況下的保護。兩種專門用于有串補電容情況下的保護。適用于本線路有串補電容、正向相鄰線適用于本線路有串補電容、正向相鄰線路出口有串補電容和反方向出口有串補路出口有串補電容和反方向出口有串補電容情況下的高壓線路。電容情況下的高壓線路。 上述兩種保護裝置在阻抗繼電器和零序上述兩種保護裝置在阻抗繼電器和零序方向繼電器上采取了專門措施。方向繼電器上采取了專門措施。工頻變化量阻抗繼電器的構成工頻變化量阻抗繼電器的構成 用于構成快速的距離用于構成快速的距離段

11、段 其動作方程為：其動作方程為： 為保護范圍末端的電壓為保護范圍末端的電壓, , 代表保護范圍代表保護范圍末端電壓變化量大于末端電壓變化量大于 時繼電器動作時繼電器動作, , 否否則不動作。則不動作。對相間阻抗繼電器對相間阻抗繼電器對接地阻抗繼電器對接地阻抗繼電器 為動作門檻，取故障前工作電壓的記憶量。為動作門檻，取故障前工作電壓的記憶量。SETOPZIUUSET0OPZI3KIUUMOPOPUU.MOPU.MOPU.OPUOPU工頻變化量阻抗繼電器工作原理工頻變化量阻抗繼電器工作原理 正向區內短路正向區內短路 正向區外短路正向區外短路setKZZFOPUUsetKZZFOPUUSMNFYFU

12、OPUSZKZsetZSMNFYOPUFUSZsetZKZ工頻變化量阻抗繼電器工作原理工頻變化量阻抗繼電器工作原理 反向短路反向短路FOPUUMNFYOPUFUsetZKZRZR工頻變化量阻抗繼電器工作原理工頻變化量阻抗繼電器工作原理 工頻變化量阻抗繼電器動作方程為工頻變化量阻抗繼電器動作方程為： 用用 代替代替 故動作方程為故動作方程為:FOPUUMOPU.FUMOPOPUU.正向短路動作特性正向短路動作特性 據分析據分析該方程對應的該方程對應的以以 為為自變量的正方向短路的自變量的正方向短路的動作動作特性是特性是以以 和和 兩兩點連線為直徑的圓點連線為直徑的圓。圓心在。圓心在點。點。 當當

13、 落在圓內時繼電器動作。落在圓內時繼電器動作。RjXSETSZZ 2SETZKZKZsetZsetSZZ 2KZSZ反向短路動作特性反向短路動作特性 該方程對應的該方程對應的以以 為自變為自變量的反方向短路的量的反方向短路的動作特性是動作特性是以以 和和 兩點連兩點連線為直徑的圓線為直徑的圓。圓心在。圓心在 點。點。當當 落在圓內時繼電器動落在圓內時繼電器動作。作。RjXSETRZZ 2SETZKZKZsetZsetRZZ2KZRZ用正序電壓用正序電壓的記憶的記憶量極化量極化的的阻抗繼電器阻抗繼電器 工作電壓：工作電壓： 極化電壓：極化電壓： 動作方程：動作方程： 相間阻抗繼電器：相間阻抗繼電

14、器： 接地阻抗繼電器：接地阻抗繼電器： SETOPIZUUM. 1PUUoPOPoUU90arg90M.1PSETOPUUZIUUM.1PSET0OPUUZI3KIUU阻抗繼電器動作特性阻抗繼電器動作特性 正向不對稱故障暫、穩態動作特性正向不對稱故障暫、穩態動作特性正向對稱故障暫態動作特性正向對稱故障暫態動作特性阻抗繼電器動作特性阻抗繼電器動作特性 正、反方向對稱故障穩態動作特性正、反方向對稱故障穩態動作特性阻抗繼電器動作特性阻抗繼電器動作特性 反向不對稱故障暫態、穩態動作特性反向不對稱故障暫態、穩態動作特性反向對稱故障暫態動作特性反向對稱故障暫態動作特性ZDZRjXKZRZ正向出口電容器后短

15、路拒動問題的對策正向出口電容器后短路拒動問題的對策 工頻變化量阻抗繼電器從原理上講就能可工頻變化量阻抗繼電器從原理上講就能可靠動作不存在拒動問題。靠動作不存在拒動問題。FUOPUOPUFU正向出口電容器后短路拒動問題的對策正向出口電容器后短路拒動問題的對策RjXsetZsetSZZ20CjX工頻變化量阻抗繼電器從原理上講就能可工頻變化量阻抗繼電器從原理上講就能可靠動作不存在拒動問題。靠動作不存在拒動問題。 正向出口電容器后短路拒動問題的對策正向出口電容器后短路拒動問題的對策 用帶記憶的正序電壓作極化量的阻抗繼電器用帶記憶的正序電壓作極化量的阻抗繼電器 在記憶作用存在期間也能可靠動作。在記憶作用

16、存在期間也能可靠動作。0POP0M1PSETOP90UUarg90UUIZUURjXsetZSZCjX0相鄰線路出口電容器后短路超越問題的相鄰線路出口電容器后短路超越問題的對策對策 帶記憶的正序電壓為極化量的阻抗繼電器帶記憶的正序電壓為極化量的阻抗繼電器F F1 1點故障時，繼電器測量阻抗為點故障時，繼電器測量阻抗為 ，測量阻抗的減少造成距離，測量阻抗的減少造成距離段誤動。為此再設段誤動。為此再設置一個電抗型繼電器，將其定值縮小，躲過由于置一個電抗型繼電器，將其定值縮小，躲過由于電容器上的壓降造成的測量阻抗的減少。該電抗電容器上的壓降造成的測量阻抗的減少。該電抗繼電器與帶記憶的正序電壓為極化量

17、的阻抗繼電繼電器與帶記憶的正序電壓為極化量的阻抗繼電器構成邏輯與關系。器構成邏輯與關系。C121l1ClXIIIjZIUZF1I2I1(a)F3(b)F2相鄰線路出口電容器后短路超越問題的對策相鄰線路出口電容器后短路超越問題的對策 繼電器的綜合特性繼電器的綜合特性RjX電抗線-ZssetZsetZ相鄰線路出口電容器后短路超越問題的對策相鄰線路出口電容器后短路超越問題的對策工頻變化量阻抗繼電器在制動量中另再加入電壓工頻變化量阻抗繼電器在制動量中另再加入電壓 來防來防止超越止超越pM.OPopM.OPopUUUUU改為動作方程由FUOPUpFUUpU 反方向電容器后短路誤動的對策反方向電容器后短路

18、誤動的對策 帶記憶的正序電壓極化的阻抗繼電器帶記憶的正序電壓極化的阻抗繼電器 反方向電容器后發生不對稱短路時，帶記憶的正序電反方向電容器后發生不對稱短路時，帶記憶的正序電壓極化的阻抗繼電器的穩態和暫態動作特性如圓壓極化的阻抗繼電器的穩態和暫態動作特性如圓1，它與，它與電抗線特性沒有交集，所以保護不會誤動。電抗線特性沒有交集，所以保護不會誤動。 RjX電抗線RZSETZ1RZSETZCKYRE反方向電容器后短路誤動的對策反方向電容器后短路誤動的對策 反方向電容器后三相短路時，短反方向電容器后三相短路時，短路初瞬由于記憶作用路初瞬由于記憶作用暫態動作特性暫態動作特性如圓如圓1,它與電抗線特性沒有交集，它與電抗線特性沒有交集，保護不會誤動。但保護不會誤動。但短路穩態時由于短路穩態時由于記憶消失記憶消失穩態動作特性如圓穩態動作特性如圓2。當。當 時保護將誤動。時保護將誤動。為此可為此可利用具有不同記憶時間的阻抗繼電利用具有不同記憶時間的阻抗繼電器的邏輯組合來保證阻抗繼電器的器的邏輯組合來保證阻抗繼電器的方向性。方向性。CjXRjX電抗線RZSETZ12SETCXXCjX反方向電容器后短路誤動的對策反方向電容器后短路誤動的對策工頻變化量阻抗繼電器工頻變化量阻抗繼電器 當當 時工頻變化量