淺析影響高壓電線路距離保護性能的主要因素

蔣欣峰,胡 坤,丁詩洋（國網安徽省電力公司檢修公司,合肥 230022）

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淺析影響高壓電線路距離保護性能的主要因素

蔣欣峰,胡 坤,丁詩洋
（國網安徽省電力公司檢修公司,合肥 230022）

摘 要：受網絡和運行方式的影響小和動作快、原理簡單等都是輸電線路的距離保護的特點。在220線路的后備保護和110kv的主保護上應用作廣泛的就是距離保護。距離保護的可靠性和選擇性有時會受到其他因素的影響而明顯的降低。本文重點分析了影響高壓輸電線路距離保護性能的主要因素，這對于以后的改進和完善非常有必要。

關鍵詞：影響；高壓輸電；距離保護；因素

高壓輸電線路中的基本保護類型之一就有距離保護。距離保護又可以叫做阻抗保護，阻抗值相當于動作原反應保護安裝點到故障點的距離。阻抗繼電器是距離保護的主要原件，我們也叫它為距離繼電器。這種繼電器能夠通過加載在端子上的電流和電壓來檢測出故障點到安裝點的阻抗值，這種阻抗也叫做繼電器的測量阻抗。在電路發(fā)生短路以后，電流增大，電壓變低，繼電器的測量阻抗也會隨著電壓的變化而減小，一旦繼電器的整定阻抗值比繼電器的阻抗電阻大，那么距離保護就會產生。

1 輸電線路距離保護性能的具體情況

在復雜的電網中高壓輸電線路的保護方案中，距離保護使用最為廣泛。它使用廣泛的原因是因為系統(tǒng)運作方式和網絡結構對距離保護基本沒什么影響。任何事情都不會是十全十美的，都會有缺點，因此距離保護也存在屬于它自己的缺點和問題，這些問題在超高壓線路應用時會更為明顯。例如：保護動作會因為系統(tǒng)震動而導致錯誤的發(fā)生；當正方向短路在保護安裝處發(fā)生時，電壓會向零趨近，這個時候會發(fā)生保護拒動的現象；方向阻抗繼電器用于選相在正方向接地短路時可能會誤選相；小弧光電阻有可能會發(fā)生誤動，因為阻抗繼電器的反方向接地短路，也會發(fā)生拒動的現象，因為高電阻正方向接地短路；阻抗繼電器在線路非全相運行的狀態(tài)下也會發(fā)生誤動。

根據目前的實際情況，上面提到的這些在靜態(tài)保護和機電式保護發(fā)生的錯誤已經基本得到了解決，但是對于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)的距離保護，它本身就存在局限，所以現在仍然存在一些不能解決的情況，還需要更深入的研究去完善那些問題，在某些情況下可能會變得很突出和致命，從而使得距離保護的性能受到很嚴重的影響，進而使得輸電線路的安全運行受到嚴重的威脅。由于大量的輔助繼電器和復雜的阻抗繼電器在距離保護中采用，還有很多閉鎖裝置，由此它的接線方面變得較為復雜，可靠性就下降了。下面將會對距離保護性能的一些主要影響因素進行分析。

2 影響輸電線路距離保護性能的主要原因

2.1 短路點過渡電阻對距離保護產生的影響

電力系統(tǒng)的短路的原因主要是因為短路點存在過渡電阻，而并非金屬性。因此距離保護的測量電租將會受到過渡電阻的影響而改變，這時會產生很多不同的影響，例如保護的動作超出了應該在的范圍大小、保護范圍變小、反方向產生錯誤的動作等。短路點的過渡電阻包括很多方面，比如電弧和導線與地之間的接觸電阻以及中間物質的電阻以及木桿塔的電阻等。經過國內外的長時間的研究，我們可以總結出當故障電流比較大的時候，電弧會呈現出有效電阻，在相間短路時，過渡電阻主要就是由電弧電阻組成的。因為過渡電阻的存在，短路電流和電壓的相位關系和數值都發(fā)生了變化，這將影響距離保護，距離保護的測量阻抗因為這些變化而發(fā)生改變，最終距離保護的性能也就大大的改變了。

2.2 電力系統(tǒng)頻率變化和振蕩對距離保護產生的影響

電力系統(tǒng)的頻率變化隨時隨地都在變化。微機距離保護受到頻率偏移的影響主要體現在兩個方面，即電抗值和采樣周期。只有采樣后數字信號的正弦序列得到保證，才能夠不擾亂輸入的信號信息。

當異步運行和同步振蕩在電力系統(tǒng)同時發(fā)生時，電流將會發(fā)生變化，電壓和功率也會隨之發(fā)生周期性的變化。阻抗繼電器可以用電壓和電流之比所表示，當比值發(fā)生變化時測量阻抗也會發(fā)生變化。如果這種變化的大小進去了阻抗繼電器的動作范圍大小，那么距離保護的錯誤動作就會產生。一般情況下，測量阻抗在電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時會受到保護安裝地點和振蕩角度的影響。測量阻抗在一百八十度時最小，相當于保護安裝處和振蕩中心之間的阻抗值。如果振蕩中心與安裝地點之間的距離最近，那么受到的影響也就最大，如果振蕩中心在保護的反方向時，距離保護就不會有誤動作現象的發(fā)生。通過加上振蕩閉鎖回路在傳統(tǒng)的距離保護裝置上，就能夠防止系統(tǒng)振蕩所產生的誤動作。振蕩閉鎖回路大體上有兩種不同的原理，第一種是因為電壓、電流和測量阻抗的變化速度不一樣，第二種是通過負序分量是不是出現來實現的?，F如今我們面臨的一個重要的問題就是怎樣才可以迅速讓可靠閉鎖保護迅速啟動，怎樣在振蕩發(fā)生故障的時候提供給保護作用，這些問題都是我們要繼續(xù)研究的方向，也是我們要改進的方向。

3 結語

電力系統(tǒng)具有非線性以及復雜性的特征，同時也具有很多獨特的性質。電力系統(tǒng)的保護裝置的要求隨著電力系統(tǒng)的不斷科學合理有效的發(fā)展和完善要求越來越高，使電力系統(tǒng)的運行方式和網架結構變得越來越復雜，這就需要有更高的可靠性和更快的速度以及更優(yōu)異的選擇性，這就需要我們在今后不斷的分析研究和探索。

新型的電力系統(tǒng)保護裝置和理論如雨后春筍般涌現，傳統(tǒng)的保護裝置和理論也有了很大的改變，它們的工作性能和效率都有了很大的提高，穩(wěn)定性和安全性也有了很大的提高。

參考文獻：

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.149