不换位同塔双回线距离保护性能的研究

不换位同塔双回线距离保护性能的研究

王廷旺谭金龙杨超翟保豫

（国网新疆电力公司电力科学研究院）

摘要：不换位同塔双回线发生故障时，保护的测量阻抗不仅受零序互感的作用，还要受到正负序互感的作用，使得测距精度难以满足要求。本文中提出了一种削弱高阻接地影响的距离保护算法并进行了仿真验证。

关键词：不换位同塔双回线；正负序互感；接地距离保护；过渡电阻

1引言

当前应用于同塔双回线的距离保护算法基本都是采用单端单回线电气量，通过引入邻线零序电流补偿可以较好的解决接地距离保护的动作范围超越和缩短的问题，但其需要引入另一回线的电气量，目前还没有得到现场应用。但可以预见，随着数字化变电站的发展以及电子化互感器的广泛应用，这种带补偿算法会得到工程界的重视。

同塔双回线发生单相接地故障时，往往伴随着较大的过渡电阻，同样也存在保护范围的缩短和超越问题。本文通过对同塔双回线单相接地故障电气特征进行分析，然后推导了一种消除过渡电阻的方法，并通过数字仿真进行了试验验证。

2同塔双回线单回线接地故障

2.1线路故障模型

图1同塔双回线单相故障模型

同塔双回线单相接地故障模型如图1所示，本文所分析的例子中，仿真系统模型为330kV/150km，M侧系统正序阻抗为1.0914+j12.45Ω，零序阻抗为5.187+j22.574Ω，N侧系统参数与M侧相同。线路单位长度正序阻抗为0.0201+j0.2772，零序阻抗为0.2029+j0.744，零序互感为0.1839+j0.4731。

2.2不换位同塔双回线路距离保护性能分析

对于不换位同塔双回线，保护测量阻抗不仅受零序互感的作用，而且要受到正序互感、负序互感的作用，且严格来说线路正序阻抗并不等同于理想换位情况，故此时距离保护的工作条件更为恶劣。采用图1所示模型，线路按ⅠBAC-ⅡCAB相序布置且全程不换位，测量阻抗计算采用带邻线零序电流补偿方式，得到如表1所示结果。

由表1可以看出，杆塔中间相和底端相受正、负序互阻抗影响较小，经零序补偿后可以满足继电保护的要求。而顶端相受正、负序互阻抗影响较大，零序补偿后达到很大的负误差，线路135km处达到-11.22%，如果系统运行方式变化较大时，负误差情况还更要严重，保护存在超越动作的隐患。

2.3单相接地故障消除过渡电阻的方法

如图1所示，Ⅰ回线经过渡电阻发生单相接地故障，流过过渡电阻的电流为，此时M侧保护安装处感受到的故障相电压为：

由表2可以看出，经消除过渡电阻算法后，阻抗计算结果很接近真实值。由于算法在推导过程中做了少许架设，故计算值还存在很小误差，不过已能满足保护的要求。

3结语

本文分析了故障情况下不换位同塔双回线测量阻抗的变化特性及对距离保护的影响。对于不进行零序补偿的算法，距离保护的范围可能因零序互感的作用而大大缩短。对于带零序补偿算法，可免疫于零序互感的作用，但在线路不换位时，其受正负序互感影响而随相序布置方式的不同呈现特有的变化规律。因此本文对不换位同塔双回线故障下测量阻抗变化规律及消除过渡电阻的研究对其保护的合理配置有着非常重要的现实意义。

参考文献

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