探索電流差動保護(hù)的電容電流補(bǔ)償方法

1、 探索電流差動保護(hù)的電容電流補(bǔ)償方法 摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和電力行業(yè)的快速發(fā)展，為了輸送更大的功率，超高壓輸電線路通過的電流一般比輸電線路大。超高壓輸電線路之間相與相、相與地之間存在分布電容，電壓等級越高，線路越長，分布電容電流就越大。正常運(yùn)行情況下也存在很大的分布電容電流，其大小可與負(fù)荷電流相比擬。由于分布電容的存在，超高壓長輸電線在穩(wěn)態(tài)和故障暫態(tài)過程中，線路電流、電壓的大小和相位都因電容電流的存在而產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變，因此超高壓長線的分布電容電流不可忽略，它直接影響到差動保護(hù)的正確動作。關(guān)鍵詞：差動保護(hù)；電容電流；補(bǔ)償引言電流互感器在電力系統(tǒng)中是用來隔離一次側(cè)高電壓，保護(hù)二次側(cè)儀表和操作人員安全，將

2、大電流變換成小電流的。作為后續(xù)測量分析設(shè)備的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，也可以擴(kuò)大儀表的測量范圍，提高測量的準(zhǔn)確性。如果電流互感器出現(xiàn)故障，就會出現(xiàn)測量計量不準(zhǔn)、數(shù)據(jù)出錯，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動作，甚至導(dǎo)致整個電網(wǎng)大面積停電，所以對于互感器的故障不能忽視，必須及時采取有效的措施。但在超高壓輸電線路中，分布電容電流的存在是影響電流差動保護(hù)靈敏度和選擇性的主要因素。目前這個問題仍未被很好解決。因此，研究超高壓輸電線路中分布電容電流對差動保護(hù)的影響以及對策的研究是繼電保護(hù)研究領(lǐng)域中的一個重要課題。1減小電容電流影響的方式1.1并聯(lián)電抗器超高壓輸電線路電壓等級高，線路長，傳送容量大，電容效應(yīng)嚴(yán)重，從而更容易發(fā)生工頻過

3、電壓。為限制工頻過電壓以及改善電網(wǎng)中無功功率分布情況，往往在輸電線路上裝設(shè)并聯(lián)電抗器。電抗器產(chǎn)生的感性功率可以對線路容性充電功率起到一定補(bǔ)償作用，能夠減小流過線路的電容電流。電抗器只在工頻穩(wěn)態(tài)情況下對電容電流具有一定的補(bǔ)償效果，可以適當(dāng)提高保護(hù)可靠性，對于故障暫態(tài)時電容電流就無能為力。1.2應(yīng)用差動保護(hù)新原理為了適應(yīng)電力系統(tǒng)對超高速保護(hù)的要求，逐步提出不受電容電流影響的行波差動保護(hù)的新原理。行波保護(hù)新原理都需要采集發(fā)生故障后極短時間內(nèi)的行波信息來作為保護(hù)判斷的依據(jù)，因而需要很高的采樣頻率來采集行波波頭。行波差動是基于電流瞬時值和從對側(cè)來的反射波的采樣值進(jìn)行計算，計算量比較大，同時保護(hù)與線路長度

4、和采樣頻率息息相關(guān)。2超壓輸電線路電容電流當(dāng)線路中電壓等級比較低，線路較短的情況下，線路中存在的分布電容電流基本可以忽略不計。超高壓輸電線路中為滿足遠(yuǎn)距離，大容量的輸電要求往往線路采用分裂導(dǎo)線，分裂導(dǎo)線的采用會使得電感減小、電容增大，同時輸電距離比較長，會使得相與地、相與相之間的分布電容電流顯著增加，并且達(dá)到很高的水平。大的電容電流對差動保護(hù)會產(chǎn)生很大的影響，會使得線路兩端的電壓、電流的幅值大小和相位大小都會發(fā)生很大的畸變，被保護(hù)線路兩端測量電流不會再滿足基爾霍夫電流定律，保護(hù)性能受到一定影響，保護(hù)會誤動或是不動作。3常用電容電流補(bǔ)償方法分析3.1接地變及消弧線圈容量選定根據(jù)系統(tǒng)按最大運(yùn)行方式

5、運(yùn)行時消弧線圈應(yīng)補(bǔ)償?shù)膯蜗嘟拥仉娙蓦娏髯钌贋?9.27a，選取的消弧線圈容量為700kva，再考慮到接地變?nèi)萘考捌涠呜?fù)荷，需選取容量800kva。然而，目前該系統(tǒng)使用的調(diào)匝式自動補(bǔ)償消弧線圈容量為500kva，最大補(bǔ)償電流為82a，無法滿足要求。3.2現(xiàn)場例行試驗(yàn)電流互感器退出運(yùn)行后，現(xiàn)場對三相電流互感器開展了常規(guī)試驗(yàn)檢查。試驗(yàn)項目包括繞組直流電阻、絕緣電阻、主絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)、油中溶解氣體分析以及絕緣油試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)b、c相電流互感器主絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)超標(biāo)，a相介損值接近標(biāo)準(zhǔn)值，三相電流互感器出廠驗(yàn)收、交接驗(yàn)收及現(xiàn)場試驗(yàn)介損值對比數(shù)據(jù)。同時，三相電流互感器油中溶解氣體分析中氫氣、總烴、

6、乙炔值均超標(biāo)。三相電流互感器繞組直流電阻、絕緣電阻、絕緣油試驗(yàn)結(jié)果合格。3.3差動電流補(bǔ)償原理分布電容電流的補(bǔ)償方法往往都是用在輸電線路集中參數(shù)模型中，也就是用在典型的型和型等值電路中，相對于型等值電路，型等值電路在響應(yīng)特性上更加接近于分布參數(shù)線路模型。但是在分析超高壓輸電線路的情況時，由于線路本身的特性與中低壓線路有很大的差別，如果繼續(xù)采用集中參數(shù)模型會有比較大的誤差，就需要用分布參數(shù)模型來建立超高壓輸電線路，但是如果在研究過程中只需要用到兩端電壓、電流存在的關(guān)系時，可把線路近似看成是集中參數(shù)等值電路。4結(jié)語目前高壓輸電線路的電流差動保護(hù)及考慮到的電容電流補(bǔ)償角度出發(fā)，從理論上分析了電容電流

7、對差動保護(hù)的影響，對實(shí)際應(yīng)用有一定性意義。1）目前已要求廠家召回同批次干燥的其他電流互感器。2）嚴(yán)格按照變電驗(yàn)收通用制度及十八項反事故措施要求，油浸式電流互感器出廠局放試驗(yàn)延長到5min，現(xiàn)場交流耐壓試驗(yàn)前后進(jìn)行油色譜分析。3）目前輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程及變電五項通用制度都沒有對絕緣紙的含水量提出明確要求，而且尚無檢測絕緣紙中含水量的有效方法，建議開展絕緣紙中水分含量無損檢測方法及判斷標(biāo)準(zhǔn)研究。4）認(rèn)真做好電流互感器運(yùn)行情況監(jiān)督檢查，特別是在電網(wǎng)高負(fù)荷到來之前和夏季高溫天氣時，要注意電流互感器油位變化情況。當(dāng)油位升高明顯或達(dá)到最高位置時，及時取油樣跟蹤分析。參考文獻(xiàn)：1丁峰，劉炯明，許紅軍，等.電流互感器油中氫氣含量超標(biāo)分析和處理j.中國設(shè)備工程，2