相间距离保护定值的手动校验方法

广东电网有限责任公司韶关供电局 宋述宏

1 引言

近些年来，随着继电保护调试仪器的智能化发展，不仅界面简单、直观、易于操作，而且测试菜单也是与各使得现场保护人员，在进行继电保护装置各项保护功能检验，变得更加简单，高效。目前现场继电保护维护人员在进行设备检验时，相比保护装置而言，二次回路自然最重要。也正因为此，对于现场维护人员来说，往往都会忽略对保护动作原理的研究，在进行保护功能校验时，大多数都不愿对复杂或者只是表面复杂的保护逻辑进行手动加量测试，而是依赖于调试仪的自动计算功能。长此以往，势必会对继电保护从业人员理解保护动作原理、进行事故处理分析，产生一定的负面影响。

随着数字化变电站的相继试运投产，将来常规变电站将被逐步淘汰。那么对于继电保护而言，所有的二次回路将被光纤取代，那时，加强现场维护人员对保护装置功能的理解将变得尤为重要。因此，在进行现场保护功能检验时，应尽可能使用手动加量的方法，以加深对保护功能的理解。本文通过对看似计算复杂的相间距离保护定值校验进行分析，推导出简化计算过程的公式，从而使调试人员在调试仪手动菜单中，轻松完成对相间距离保护定值的校验。

2 相间故障动作边界分析

以AB相间短路为例，如图1所示。

图1 AB两相短路故障系统图

短路点边界条件：

对于金属性短路有Zf=0，则根据以上边界条件可以推出

如下故障点序量关系，其中特殊相为C相。

即故障点各相电流、电压关系：

D点电压和电流的相量图如图2所示：

图2 故障点相电压及序量图

综上结论，当AB发生金属性相间短路故障时，若忽略C相负荷电流，可得各相电流电压关系如下：

3 相间距离保护定值检验

从以上公式可知，需已知故障电压或电流其中一值，才能计算出另一对应值，因此，计算主要有两种简化方法，即固定电流法和固定电压法，本文仅讨论固定电流法，固定电压法读者可自行推算。

本文在进行相间距离保护定值校验时，为便于计算，本文假设故障为金属性AB相间故障（AC、BC类推），C相负荷电流忽略不计，且AB相故障电流固定不变，电流值大小可任取，但角度应取与Uc夹角为90度。以上条件对于定值校验无任何影响，仅用于简化计算过程。

已知定值单相间距离I段整定阻抗为Zab∠θ=5∠70，非故障相C相电流为0， C相电压为Uc∠ 1 20。同时，为便于计算，取调试仪输出的A相故障模拟电流为Ia∠ ( 120 - 90 -θ)。根据以上公式便可计算出：

且已知，Zab∠θ=5∠70， I c=0，Uc∠1 20 = 57.735∠ 1 20，A相电流幅值可任取，这里区3A整，则

1. 当K=1.1，即在相间距离I段范围外故障时，

按以上故障模拟量输入装置，则相间距离保护I段可靠不动作。

2. 当K=0.7，即在相间距离I段范围内故障时

按以上故障模拟量输入装置，则相间距离保护I段可靠动作。

其它相间如AC、BC相间故障时，依次类推计算即可。

4 结束语

现场保护人员在进行保护装置功能校验时，应尽量通过手动计算来确定各种类型故障时所需的电流电压模拟量输出值，这样可以加深对保护装置保护原理的理解，从而提高现场缺陷或事故分析处理能力。

[1]王毓东. 《电机学》，浙江大学出版社.