1 繼電保護(hù)裝置接線中易形成零序(包括負(fù)序)電流方向測量錯(cuò)誤的原因
迄今為止,反應(yīng)零序電流的繼電保護(hù)仍是檢測三相系統(tǒng)接地故障的主要方法。系統(tǒng)接地故障時(shí),零序電流的流動(dòng)由系統(tǒng)零序阻抗分布確定,即使在單側(cè)電源簡單的情況下,有時(shí)也要加方向判別。多年的實(shí)踐表明,由于零序回路接線的原因,使零序電流方向誤測,而引起保護(hù)裝置誤動(dòng)作時(shí)有發(fā)生,其原因有以下幾點(diǎn):
(1)零序電壓U0與零序電流I0之間相位關(guān)系與一般電壓與所形成的電流相位關(guān)系相反。
在三相系統(tǒng)不對稱的情況下,故障點(diǎn)產(chǎn)生零序電壓U0,在U0作用下,系統(tǒng)中出現(xiàn)零序電流I0。U0按規(guī)定以電壓降表示,而I0的方向可由規(guī)定的故障電流方向來定,由于已規(guī)定故障電流是流向故障點(diǎn),所以I0也應(yīng)規(guī)定流向故障點(diǎn)為正方向,這樣才能滿足下列替代式的關(guān)系。
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由于這一規(guī)定,當(dāng)Z0Σ為感性時(shí), ID0為“容”性電流,反之亦然,這與習(xí)慣不同,容易造成錯(cuò)誤。
(2)電力系統(tǒng)規(guī)定的電流方向(即定義的電流方向)與零序電流規(guī)定的方向(即實(shí)際的零序電流方向)未加區(qū)別,混為一談。
電力系統(tǒng)中規(guī)定由母線流出的電流為正方向。
這一電流方向的定義確定了測量保護(hù)回路電流互感器儀表、繼電器等的極性連接,他與送入二次回路的實(shí)際電流方向無關(guān),自母線流向線路的實(shí)際零序電流則應(yīng)按上述規(guī)定的方向來確定。
如果把電力系統(tǒng)規(guī)定的電流方向就認(rèn)為是零序電流的正方向,則可能發(fā)生錯(cuò)誤。
(3)在某些資料和教科書中,對零序電流規(guī)定的方向有錯(cuò)誤,或者前后說法不一致。
應(yīng)該指出,零序電流方向的規(guī)定不是一個(gè)理論問題,而是實(shí)際應(yīng)用問題,在有些情況下,對電流方向這一概念不一定需要重視,而在繼電保護(hù)中卻是一個(gè)重要問題,錯(cuò)誤的方向判別會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。
[b]2 幾種典型情況下的零序電流方向及相位角分析
[/b] 相位角是I0落后U0的角度,即ArgU0/I0。
(1)大電流接地系統(tǒng)
圖1為零序網(wǎng)絡(luò)圖,接地故障點(diǎn)D出現(xiàn)零序電壓UD0,圖中虛線為規(guī)定的I0流動(dòng)路線。設(shè)零序網(wǎng)中阻抗角為為φ0(感性),則零序電流I0Ⅰ、I0Ⅱ超前UD0(180°-φ0)角。如φ0為感性90°,則I0Ⅰ、I0Ⅱ均為容性90°。
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另一方面,按系統(tǒng)電流極性規(guī)定,流入線路Ⅰ、Ⅱ方向繼電器的電流為:
完好線路中,IMoⅠ滯后UD0為
180°-(180°-φ0)=φ0,為感性;
故障線路中,IM0Ⅱ超前UD0為(180°-φ0),為容性。
故為了正確判斷故障方向,裝在線路上的零序方向繼電器最大靈敏角應(yīng)為180°-φ0。(2)中點(diǎn)不接地系統(tǒng)
見圖2,D點(diǎn)一相接地,故障點(diǎn)零序電壓仍為UD0,由于中點(diǎn)不接地,零序電流只有通過相—地電容產(chǎn)生,故圖中I0Ⅰ、I0Ⅱ均為感性。
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為正確判斷方向,裝在線路上的零序方向繼電器最大靈敏角應(yīng)為感性90°,即+90°。
對補(bǔ)償接地系統(tǒng)中零序電流分布情況可類推。
[b]3 零序電流及零序電壓極性定義
[/b] 為了向零序方向繼電器中接入正確相位的零序電壓與電流,需要正確規(guī)定濾過器輸出的極性。
按定義
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