SEL-321相间距离保护静态特性与动态特性及试验方(2)
2016-07-17 01:00
导读：究其原因，从试验所加电量来看，由Zf=2.35∠40°Ω时IL2=-IL3=3.0∠-130°A，UL2-L3=14.1∠-90°V，可推算出：此时正向故障电源GS的系统阻抗ZS=14.317∠40°Ω，SEL-321计
究其原因，从试验所加电量来看，由Zf=2.35∠40°Ω时IL2=-IL3=3.0∠-130°A，UL2-L3=14.1∠-90°V，可推算出：此时正向故障电源GS的系统阻抗ZS=14.317∠40°Ω，SEL-321计算出的正向动作阈值(详见文献［1］，［2］及SEL提供的SEL-321/321-1指导手册)为：
Z2Fb=0.75Z2F-0.25｜Z2S｜=-12.579Ω.
式中 Z2S——正向故障电源系统负序阻抗。
而SEL-321计算出负序阻抗在阻抗角方向的投影大小为：
z2=Re［Z2S.1∠70°］=-12.399Ω.
由于z2＞Z2Fb，正方向判别元件未动作，因此造成保护不能出口。同样地，当Zf=0.2∠10°Ω时IL2=-IL3=3.0∠-100°A，UL2-L3=1.2∠-90°V，可推算得ZS=16.467∠10°Ω，此时有：
Z2Fb=0.75Z2F-0.25｜Z2S｜=-13.117Ω，
z2=Re［Z2S.1∠70°］=-8.233 Ω.
同样是由于z2＞Z2Fb，正方向元件未动作而导致保护不能出口。
因此，要用恒定电流法检测到SEL-321如图2所示的相间短路时的阻抗动作特性，只能用平衡故障三相短路的方式进行，由于此时电流、电压无负序分量，SEL-321的方向元件采用正序阻抗方向元件，与系统的源阻抗无关。图3为用恒定电流法模拟三相短路故障试验测得的该线路保护SEL-321相间距离保护第3段的静态动作特性。
2 相间距离保护动态动作特性的试验方法
采用恒定电流的试验方法不能检测SEL-321两相相间短路时如图2所示的阻抗特性。而CMC-156提供了在阻抗平面上的另一种基本测试方法——恒定源阻抗法，可以自动模拟某一特定源阻抗(由试验者设定)情况下在不同短路阻抗时保护安装处所感受到的电流和电压，相应的大小和相位根据源阻抗和故障阻抗计算得到，保证了保护测试到的ZS与系统运行情况相符，这样可在满足负序方向元件的动作条件下，针对保护的阻抗动作特性进行测试，也更接近保护实际运行中的情况。
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但是，用恒定源阻抗法测得的阻抗特性已不再是如图2所示的阻抗特性圆了，因为SEL-321的相间距离保护采用了长时间记忆的正序极化电压。图2所示的阻抗特性圆只是方向阻抗保护元件静态动作特性，在极化电压记忆作用下，距离保护的阻抗元件动作区的特性在阻抗平面上变为用下式表示的圆：
式中 U｜0｜——阻抗继电器的记忆极化电压。
设正向短路时等效无穷大系统的电压为E，等效系统阻抗为ZS。短路前空载，U｜0｜=E，发生故障后继电器安装处母线电压U＝Zf.I。
由E=U ZS.I=(Zf ZS).I，可将极化电压记忆作用下，距离保护的阻抗元件动作圆的表达式化为：保护的动作边界为所表示的圆，如图4(a)中虚线所示，称为正向短路时完全记忆极化电压作用下的方向阻抗元件的动态动作特性。
反向短路时则由E=U｜0｜，U=Zf.I，有E=U (ZL ZR).I=(Zf ZL ZR).I，可将极化电压记忆作用下，距离保护的阻抗元件动作圆的表达式化为：
保护动作边界为所表示的圆，如图4(b)虚线所示，称为反向短路时完全记忆极化电压作用下的方向阻抗元件的动态动作特性。
下方向阻抗元件的动态动作特性
方向阻抗圆元件的动态动作特性消除了电压死区，而且减小了串联补偿的容抗和短路过渡电阻对故障阻抗以及方向判断的影响，具有更好的性能。
3 不同试验方法同保护静态动作特性和动态动作特性的关系
在记忆电压的作用下，方向阻抗圆元件对故障的反应动作是动态动作特性，只有在线路故障保持长时间，记忆电压失去作用后，方向阻抗圆元件对故障的反应才变为静态动作特性。而在故障发生初期，方向阻抗圆元件对故障的反应是动态动作特性。那么，为什么对传统保护的相间距离保护的MHO方向阻抗圆元件特性，采用恒定电流法进行测试可得到静态特性呢?实际上，如果SEL-321没有负序方向元件的影响(负序方向元件定值合适，负序方向元件可动作时)，也可采用恒定电流法测试到两相间短路时的静态特性。
