论文部分内容阅读
摘 要：串联电抗器可以对短路电流起到限制作用，与此同时也为输电线路距离保护提出了更高的要求。本文对串联电抗器进行概述，对输电线路距离保护整定与计算进行了简单说明，而后对串联电抗器接入输电线路距离保护进行分析，最后对串联电抗器距离保护整定改进方法进行重点探讨。采取三段电流保护法来对距离保护Ⅰ段可靠性，及Ⅱ段、Ⅲ段的灵敏性进行整定。
关键字：串联电抗器;距离保护;改进方法
前言
伴随我国社会经济稳步提升的同时，我国电力事业也在逐步发展壮大，相应基础设施与以往相比有了很大的进步，但由于电网结构日益趋于复杂化，因此电网建设面对诸多的问题，其中最为突出的就是短路电流水平超标，它会给输电线路带来一定的风险。例如，我国发达城市，由于对电力的需求极大，因此在进行电网建造时，往往电网系统复杂多样，在此种状况下，短路电流水平直接对电网运行起到一定的阻碍作用，安全风险被加大。为避免此类状况发生，将串联电抗器加至输电线路上可对电网短路电流进行很好的制约，同时增加了电路系统对于风险的抵抗能力，加之，串联电抗器具备高效、经济、简捷等特点，值得被广泛进行应用。
1.串联电抗器概述
串联电抗器属于电气设备，内部由无导磁材料缠绕且具备一定的电抗值。将其串联在电气回路上，可以起到限制短路电流的作用，可根据实际需要采取水平、垂直、品字形三种形式进行装配布置。在对城市电缆进行改造时，采用串联电抗器对短路容量进行制约，让那些容量不足的继路器重新进行使用[1]。通常用于35千伏和35千伏以下的电力系统内。串联电抗器按结构形式来进行区分，有干式空心电抗器、油浸式铁心电抗器、干式铁心电抗器。
2.输电线路距离保护整定与计算
在三段式电流保护中，采取任意继电器对电流进行保护，都需遵照整定原則即避开电动机启动时的瞬间过负荷及启动电流。电流保护值计算公式如下：I=KIS，K为可靠系数，GL型继电器K为1.8—2.0，DL型继电器K为1.4—1.6。而电动机启动电流通常是额定电流的5—7倍，在进行整定时，可靠系数及启动倍率，若掌握有误，继电器会出现拒动或误动的情况出现。因此，通常按如下原则对其进行掌控，进行可靠系数整定时，考虑继电器电流测量元件和电动机之间的电气距离，还有电动机过负荷情况，易过负荷的选取大值。
3.串联电抗器接入输电线路距离保护
串联电抗器安放在输电线路距离保护的继电器下侧时，对于继电器测量造成阻抗的不单仅是继电器安装点至故障点的线路阻抗。对于造成输电线路出现短路情况的两种特别状况进行考虑。如图一所示，k1点出现短路时，Zk1位于串联电抗器出口位置进行测量阻抗;k2点出现短路时，Zk2位于输电线路距离保护Ⅰ段尾端进行测量阻抗;ZCK作为串联电抗器进行阻抗;Zzd，Ⅰ是无串联电抗器的输电线路，对Ⅰ段整定阻抗定值进行距离保护[2]。由于输电线路距离保护接入串联电抗器，导致测量阻抗被加大，同时距离保护容易出现拒动情况，因此要对保护定值进行整定及改进。
4.串联电抗器距离保护整定改进方法
4.1对零序电流补偿系数进行整定
为使输电线路距离保护在进行串联电抗器接入后，其测量阻抗仍具备实际的物理意义，就需对零序电流补偿系数进行重新界定。
4.2对相间距离、保护阻抗定值进行整定
公式中：代表Ⅰ段进行输电线路距离保护时保护涵盖的长度。若故障位置处于距离保护Ⅰ段范围外，会比本身零序补偿系数小，而测量阻抗大，保护主要利用不动作。若故障位置处于距离保护Ⅰ段范围内，会比本身零序补偿系数大，而测量阻抗小，可依靠动作进行保护;Ⅱ段作为距离保护中可对线路整体进行保护的区段，灵敏度水平要高，一旦线路尾部出现短路情况。不具备串联电抗器的接地Ⅱ段，其灵敏度系数应达到：
公式中：代表线路全长总阻抗，不具备串联电抗器进行接地距离保护，代表Ⅱ段阻抗定值。接入串联电抗器后的输电线路，线路尾部出现短路情况时，整定后的零序补偿系数等于本身零序补偿系数用进行表示，代表实际测量阻抗。对串联电抗器接地距离保护进行Ⅱ段的阻抗定值整定时，即可确保接地距离对于灵敏度的需求。
若故障位置处于本线路，则会比实际零序补偿系数大，而测量阻抗小，可依靠动作进行保护;若故障位置处于下部线路区域，测量阻抗较大，会比本身零序补偿系数小，此外，因接地距离Ⅱ段中，阻抗定值内含有1.25这一系数，所以可大致确定接地距离Ⅱ段，进行保护区域没有变化，也就没有和下级线路保护进行时间协调的情况，因此接地距离保护Ⅱ段，它的时间定值不发生改变[4]。按此线路上述所说进行距离保护Ⅲ段尾部短路检验，符合，的要求。公式中：是接地距离保护Ⅲ段所测阻抗定值，输电线路不具备串联电抗器，具体分析步骤同Ⅱ段，时间定值不发生改变，有相间短路出现，故障点位置相对电压相同，拿A、B两处为例，则，输电线路相间距离保护带串联电抗器和零序补偿系数没有关系。结合之前的研究，进行相间距离保护阻抗定值整定，时间定值不发生变化。输电线路距离保护带串联电抗器进行零序补偿系数整定，对于时间定值不会起到影响。
5.总结
综上所述，将输电线路全长阻抗与串联电抗器阻抗进行综合，可以对零序电流补偿系数进行改进整定。基础采取过去输电线路原阻抗定值，结合零序电流补偿系数与串联电抗器阻抗，来对接地距离Ⅰ段进行改进整定保护定值，将灵敏度系数与串联电抗组进行结合，对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段相间距离进行改进整定保护定值，对具备串联电抗器输电线路距离保护进行改进整定，可确保Ⅰ段保护，具备可靠性。Ⅱ、Ⅲ段距离保护，具备灵敏性。另外的阻抗继电器由于在日常施工过程中使用不多，因此本文未对其进行说明。
参考文献：
[1] 魏繁荣， 李慧， 林湘宁，等. 考虑TCSC型故障限流器动态过程的距离保护整定方法[J]. 中国电机工程学报， 2017， 37（8）：2279-2289.
[2]李斌， 廖惠琴， 戴冬康，等. 局部同塔输电线路的接地距离保护影响及对策[J]. 电力系统及其自动化学报， 2017， 29（12）：1-7.
[3]史彤彤， 罗映红， 许义佳，等. 220kV SISFCL对距离保护的影响分析[J]. 低温与超导， 2017（12）：44-49.
[4]李锋， 樊艳芳， 王晓飞，等. 限流串抗器接入电网对继电保护的影响及整定原则研究[J]. 电力系统保护与控制， 2017， 45（17）：118-123.
关键字：串联电抗器;距离保护;改进方法
前言
伴随我国社会经济稳步提升的同时，我国电力事业也在逐步发展壮大，相应基础设施与以往相比有了很大的进步，但由于电网结构日益趋于复杂化，因此电网建设面对诸多的问题，其中最为突出的就是短路电流水平超标，它会给输电线路带来一定的风险。例如，我国发达城市，由于对电力的需求极大，因此在进行电网建造时，往往电网系统复杂多样，在此种状况下，短路电流水平直接对电网运行起到一定的阻碍作用，安全风险被加大。为避免此类状况发生，将串联电抗器加至输电线路上可对电网短路电流进行很好的制约，同时增加了电路系统对于风险的抵抗能力，加之，串联电抗器具备高效、经济、简捷等特点，值得被广泛进行应用。
1.串联电抗器概述
串联电抗器属于电气设备，内部由无导磁材料缠绕且具备一定的电抗值。将其串联在电气回路上，可以起到限制短路电流的作用，可根据实际需要采取水平、垂直、品字形三种形式进行装配布置。在对城市电缆进行改造时，采用串联电抗器对短路容量进行制约，让那些容量不足的继路器重新进行使用[1]。通常用于35千伏和35千伏以下的电力系统内。串联电抗器按结构形式来进行区分，有干式空心电抗器、油浸式铁心电抗器、干式铁心电抗器。
2.输电线路距离保护整定与计算
在三段式电流保护中，采取任意继电器对电流进行保护，都需遵照整定原則即避开电动机启动时的瞬间过负荷及启动电流。电流保护值计算公式如下：I=KIS，K为可靠系数，GL型继电器K为1.8—2.0，DL型继电器K为1.4—1.6。而电动机启动电流通常是额定电流的5—7倍，在进行整定时，可靠系数及启动倍率，若掌握有误，继电器会出现拒动或误动的情况出现。因此，通常按如下原则对其进行掌控，进行可靠系数整定时，考虑继电器电流测量元件和电动机之间的电气距离，还有电动机过负荷情况，易过负荷的选取大值。
3.串联电抗器接入输电线路距离保护
串联电抗器安放在输电线路距离保护的继电器下侧时，对于继电器测量造成阻抗的不单仅是继电器安装点至故障点的线路阻抗。对于造成输电线路出现短路情况的两种特别状况进行考虑。如图一所示，k1点出现短路时，Zk1位于串联电抗器出口位置进行测量阻抗;k2点出现短路时，Zk2位于输电线路距离保护Ⅰ段尾端进行测量阻抗;ZCK作为串联电抗器进行阻抗;Zzd，Ⅰ是无串联电抗器的输电线路，对Ⅰ段整定阻抗定值进行距离保护[2]。由于输电线路距离保护接入串联电抗器，导致测量阻抗被加大，同时距离保护容易出现拒动情况，因此要对保护定值进行整定及改进。
4.串联电抗器距离保护整定改进方法
4.1对零序电流补偿系数进行整定
为使输电线路距离保护在进行串联电抗器接入后，其测量阻抗仍具备实际的物理意义，就需对零序电流补偿系数进行重新界定。
4.2对相间距离、保护阻抗定值进行整定
公式中：代表Ⅰ段进行输电线路距离保护时保护涵盖的长度。若故障位置处于距离保护Ⅰ段范围外，会比本身零序补偿系数小，而测量阻抗大，保护主要利用不动作。若故障位置处于距离保护Ⅰ段范围内，会比本身零序补偿系数大，而测量阻抗小，可依靠动作进行保护;Ⅱ段作为距离保护中可对线路整体进行保护的区段，灵敏度水平要高，一旦线路尾部出现短路情况。不具备串联电抗器的接地Ⅱ段，其灵敏度系数应达到：
公式中：代表线路全长总阻抗，不具备串联电抗器进行接地距离保护，代表Ⅱ段阻抗定值。接入串联电抗器后的输电线路，线路尾部出现短路情况时，整定后的零序补偿系数等于本身零序补偿系数用进行表示，代表实际测量阻抗。对串联电抗器接地距离保护进行Ⅱ段的阻抗定值整定时，即可确保接地距离对于灵敏度的需求。
若故障位置处于本线路，则会比实际零序补偿系数大，而测量阻抗小，可依靠动作进行保护;若故障位置处于下部线路区域，测量阻抗较大，会比本身零序补偿系数小，此外，因接地距离Ⅱ段中，阻抗定值内含有1.25这一系数，所以可大致确定接地距离Ⅱ段，进行保护区域没有变化，也就没有和下级线路保护进行时间协调的情况，因此接地距离保护Ⅱ段，它的时间定值不发生改变[4]。按此线路上述所说进行距离保护Ⅲ段尾部短路检验，符合，的要求。公式中：是接地距离保护Ⅲ段所测阻抗定值，输电线路不具备串联电抗器，具体分析步骤同Ⅱ段，时间定值不发生改变，有相间短路出现，故障点位置相对电压相同，拿A、B两处为例，则，输电线路相间距离保护带串联电抗器和零序补偿系数没有关系。结合之前的研究，进行相间距离保护阻抗定值整定，时间定值不发生变化。输电线路距离保护带串联电抗器进行零序补偿系数整定，对于时间定值不会起到影响。
5.总结
综上所述，将输电线路全长阻抗与串联电抗器阻抗进行综合，可以对零序电流补偿系数进行改进整定。基础采取过去输电线路原阻抗定值，结合零序电流补偿系数与串联电抗器阻抗，来对接地距离Ⅰ段进行改进整定保护定值，将灵敏度系数与串联电抗组进行结合，对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段相间距离进行改进整定保护定值，对具备串联电抗器输电线路距离保护进行改进整定，可确保Ⅰ段保护，具备可靠性。Ⅱ、Ⅲ段距离保护，具备灵敏性。另外的阻抗继电器由于在日常施工过程中使用不多，因此本文未对其进行说明。
参考文献：
[1] 魏繁荣， 李慧， 林湘宁，等. 考虑TCSC型故障限流器动态过程的距离保护整定方法[J]. 中国电机工程学报， 2017， 37（8）：2279-2289.
[2]李斌， 廖惠琴， 戴冬康，等. 局部同塔输电线路的接地距离保护影响及对策[J]. 电力系统及其自动化学报， 2017， 29（12）：1-7.
[3]史彤彤， 罗映红， 许义佳，等. 220kV SISFCL对距离保护的影响分析[J]. 低温与超导， 2017（12）：44-49.
[4]李锋， 樊艳芳， 王晓飞，等. 限流串抗器接入电网对继电保护的影响及整定原则研究[J]. 电力系统保护与控制， 2017， 45（17）：118-123.