淺談如何整定微機(jī)型功率方向保護(hù)

于 敏

(四川明珠集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川射洪 629200)

1 概述

隨著電力綜合自動(dòng)化技術(shù)在電力生產(chǎn)中的大量應(yīng)用，使電力設(shè)備的運(yùn)行管理水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍。以四川省射洪縣電力系統(tǒng)為例，因綜合自動(dòng)化技術(shù)于1999年應(yīng)用于射洪縣天仙變電站，后才在射洪縣電網(wǎng)中進(jìn)入全面應(yīng)用階段。當(dāng)時(shí)電氣檢修人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)尚不夠充分，給保護(hù)裝置的正確設(shè)計(jì)、整定和維護(hù)帶來(lái)了一定的困難。從射洪縣電力公司微機(jī)保護(hù)運(yùn)用的具體實(shí)踐看，功率方向保護(hù)的整定相對(duì)較為復(fù)雜，尤其是對(duì)功率方向元件動(dòng)作方向的正確選擇是防止保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的關(guān)鍵。筆者就功率方向保護(hù)的整定與同行進(jìn)行探討，以期達(dá)到拋磚引玉、辯明原理的目的。

2 如何對(duì)方向元件的動(dòng)作情況進(jìn)行分析

要準(zhǔn)確掌握方向元件在電力系統(tǒng)中的正常運(yùn)行、兩相短路、三相短路時(shí)的動(dòng)作情況，需要明確以下幾點(diǎn):

(1)確定方向元件反映的是哪一相電流和哪一相電壓線(xiàn)相間電壓的相位關(guān)系，即方向元件的接線(xiàn)方式。該接線(xiàn)方式在微機(jī)保護(hù)中由其軟、硬件決定，一般不能進(jìn)行改變。

(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)定方向元件的動(dòng)作區(qū)和最大靈敏角。

(3)由負(fù)載的線(xiàn)路阻抗角分析當(dāng)發(fā)生相間或三相短路時(shí)加入方向元件的電流;電壓的相位關(guān)系是否接近或等于最大靈敏角。

3 功率方向元件在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的動(dòng)作特點(diǎn)

方向元件采用90°接線(xiàn)方式。即:線(xiàn)路負(fù)載三相對(duì)稱(chēng)且為純電阻性，在方向元件電流線(xiàn)圈中通入某相電流，電壓線(xiàn)圈加入另外兩相的相間電壓時(shí)，方向元件電流線(xiàn)圈中的電流超前于加入方向元件電壓線(xiàn)圈的電壓90°。

方向元件的動(dòng)作區(qū)及最大靈敏角見(jiàn)圖1。

圖1 方向元件的動(dòng)作區(qū)及最大靈敏角示意圖

圖1中:φ為加入方向元件線(xiàn)圈上的電壓與通入方向元件線(xiàn)圈中的電流間的相位角;α為方向元件的內(nèi)角，在微機(jī)保護(hù)中一般可選30°或45°。

當(dāng) －(90°+ α)＜ φ ＜90°－ α 時(shí)，為方向元件動(dòng)作區(qū)的正向。

當(dāng)φ = ±90°－α?xí)r，為方向元件動(dòng)作的臨界狀態(tài)。

當(dāng)90°－ α ＜ φ ＜270°－ α?xí)r，為方向元件動(dòng)作區(qū)的反向。

在系統(tǒng)正常運(yùn)行、相間短路和三相短路時(shí)加入方向元件的電流、電壓間的相位關(guān)系分別如圖2、3、4 所示。

正常運(yùn)行時(shí)，適當(dāng)?shù)剡x擇方向元件的內(nèi)角，方向元件處于動(dòng)作狀態(tài)。

圖2 正常運(yùn)行時(shí)電流、電壓間相位關(guān)系圖

相間短路時(shí)，以BC相間短路C相方向元件為例進(jìn)行分析。

圖3 相間短路時(shí)電流、電壓相位關(guān)系圖

圖4 三相短路時(shí)電流、電壓相位關(guān)系圖

φ。為負(fù)載線(xiàn)路的短路阻抗角，當(dāng)α選擇適當(dāng)，使α接近或等于φ，方向元件動(dòng)作的靈敏性將達(dá)到最大。

三相短路時(shí)，動(dòng)作情況與正常運(yùn)行時(shí)相似。

4 功率方向保護(hù)的整定

(1)正確選擇方向繼電器的內(nèi)角，一般選30°或 45°。

(2)確定方向繼電器的接線(xiàn)方式，一般由微機(jī)保護(hù)確定為45°的接線(xiàn)。

(3)確定方向元件的動(dòng)作方向。

根據(jù)正常運(yùn)行時(shí)的波形圖或線(xiàn)路P、α的正負(fù)來(lái)分析加入方向元件電流、電壓間的相位關(guān)系，再根據(jù)正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)功率是由母線(xiàn)流向線(xiàn)路，還是由線(xiàn)路流向母線(xiàn)確定方向元件的動(dòng)作方向。

①當(dāng)P＞0且α ＜0(或由波形圖確定)時(shí)，位于第一象限(以A方向元件為例)，如此時(shí)一次功率由母線(xiàn)流向線(xiàn)路，則選擇方向元件的動(dòng)作方向?yàn)檎颍駝t為反向。

②當(dāng)P＜0且α ＜0(或由波形圖確定)時(shí)，位于第三象限(以A方向元件為例)，如此時(shí)一次功率由線(xiàn)路流向母線(xiàn)，則選擇方向元件的動(dòng)作方向?yàn)檎颍駝t為反向。

5 結(jié)語(yǔ)

由以上分析可知，正確整定功率方向保護(hù)的關(guān)鍵是選擇方向元件的動(dòng)作方向，而確定其動(dòng)作方向可由以下兩點(diǎn)決定:

(1)當(dāng)一次系統(tǒng)功率由母線(xiàn)流向線(xiàn)路時(shí)，方向元件所反應(yīng)的電流、電壓間的相位關(guān)系。

(2)如此時(shí)通入功率方向元件電流線(xiàn)圈的電流矢量位于方向元件動(dòng)作區(qū)的正方向，則選擇正向，否則選反向。