淺談繼電保護試驗加載負序電壓的方法

我廠的主變壓器和發電機采用復合電壓過流保護作為比率縱差動主保護的后備保護。復合電壓過流保護以低電壓和負序電壓作為啟動條件，用以反映三相對稱和不對稱短路，以過電流作為動作條件作用于保護動作跳閘。在繼電保護裝置進行試驗的時候，我們所使用的試驗裝置為南瑞DSF－1型繼電保護校驗儀。這種裝置在加載電壓和電流的時候，只能是單相調節，即每一相電流和電壓不能同時調節，只能單獨設置。在進行復合電壓過流保護試驗時，校驗低電壓啟動，只需加載一相電壓即可滿足微機保護裝置的啟動條件。校驗負序電壓啟動時，通常是按照負序電壓矢量的相位特性同時加載相位互差120度的三相電壓，這就涉及到A、B、C三相相位要準確確定，而且要同時調節三相電壓的幅值，以得到所需要的負序電壓，這種加載方法由于試驗過程中同時調節的量太多，存在著很大的誤差，也不方便。那么有一種能夠準確、快捷的加載負序電壓的方法嗎?

通過工程數學線性代數和電路矢量的相關理論，我們可以采用下述方法來產生和調節負序電壓：

通過保護校驗裝置加載A、B、C三相電壓，滿足三相相位相等，其中兩相電壓幅值相同，通過改變另一相電壓幅值，來產生和調整相位互差120度的負序電壓值。那么這種加載負序電壓的方法的原理是怎樣的呢?

根據電力系統不對稱短路故障的相關分析，在三相阻抗對稱的電路中應用對稱分量法，可以把一組不對稱的向量分解為三組對稱分量，因此，由一組不對稱的三相電壓向量可以得出：

寫成矩陣的形式為

由矩陣的逆運算可以得出

上述各式中

這種線性變換關系適用于其他向量，以上關系可以說明在三相阻抗對稱的線性網絡中，發生不對稱短路，可以把具有不對稱電流和不對稱電壓的原網絡分解為正序、負序和零序三個對稱網絡。

根據上述原理，由矩陣的乘法運算法則可得

若A、B、C三相相位相同，

在以上各種條件下，我們可以得出負序電壓的幅值為：1/3×另一相與其他兩相電壓的幅值差。

因此，由上可知，對于我們保護校驗需要的6V負序電壓，它的產生方法為：

(1)同時加載A、B、c三相電壓至繼電保護裝置，繼保校驗裝置輸出的三相電壓相位相等。

(2)調節A、B、C任意兩相電壓的幅值為m，另一相的幅值為n，滿足n與m的差值為18V。

則繼保校驗裝置輸出的負序電壓值為1/3×18V=6V。

以上這種加載負序電壓的方法，在調節過程中只需調節一相電壓的幅值，而不必對其它兩相電壓的相位和幅值進行調節，這就減少了同時調節多變量所產生的誤差和不方便性，我認為這是一種實用可行的方法。