距离保护(测量阻抗)计算原理

距离保护(测量阻抗)计算原理
1、零序补偿系数
先说一个结论:接地阻抗Zφ=Uφ/(Iφ+3I0*K)
其中K为零序补偿系数,且K=(Z0-Z1)/3Z1
推导过程如下(根据正负零序分解):
Uφ=U1+U2+U0
=I1*Z1+I2*Z2+I0*Z0
=Z1(I1+I2)+I0*Z0(输电线路Z1=Z2)
=Z1(Iφ-I0)+I0*Z0(电流满足I1+I2+I0=Iφ)
=Z1*Iφ+I0*(Z0-Z1)
=Z1(Iφ+3I0*(Z0-Z1)/3Z1)
=Z1(Iφ+3I0*K)
推导过程虽不复杂,但并不易直观理解,思考几个小问题:
1)零序补偿系数K的作用是什么?
2)Z0-Z1的物理含义是什么?
3)Z0、Z1和线路本身的阻抗是什么关系?
4)Z0和Z1哪个数值更大一些?
2、自阻抗、互阻抗1)自阻抗Zs
线路本身除了有电阻R,还有感抗X。
导线电流I产生磁通Φ并在导线上感应出电势E,E与I的比值就是感抗X。
导线的自阻抗:Zs=R+jX
2)互阻抗Zm
两平行导线1和2,导线2电流I2与导线1交链磁通Φ21而产生感应电势,等效为互阻抗Zm。
导线1的电压降:U1=I1*Zs+I2*Zm
3、三相电压降
假定三相线路完全对称,各相自阻抗均为Zs,各相间互阻抗均为Zm。
以A相导线为例,导线上压降:
Ua=Ia*Zs+Ib*Zm+Ic*Zm
=Ia*(Zs-Zm)+(Ia+Ib+Ic)*Zm
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=Ia*(Zs-Zm)+3I0*Zm
B、C相有类似结论,可得三相电压示意图:
4、Z1、Z2、Z0与Zs、Zm
当通入三相正序或负序电流时,Ia+Ib+Ic=0。Uφ=(Zs-Zm)*Iφ,故有:
Z1=Z2=Zs-Zm
当通入三相零序电流时,Ia=Ib=Ic=I0。
Uφ=(Zs+2Zm)*Iφ,故有:
Z0=Zs+2Zm
上述两式联立,易得:
Z0-Z1=3Zm
注意:Z0-Z1体现了线路之间的互感Zm,且Z0>Z1。
据此,得到三相电压示意图:
5、接地阻抗与相间阻抗1)接地阻抗Zφdic系统
Uφ=Iφ*Z1+I0*(Z0-Z1)
=Z1(Iφ+3I0*(Z0-Z1)/3Z1)
=Z1(Iφ+3I0*K)
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其中K=(Z0-Z1)/3Z1,故有:
Zφ=Uφ/(Iφ+3I0*K)
注意:电压Uφ与电流Iφ的比值并不等于线路正序阻抗Z1,当Iφ补偿了3I0*K
儿童画写板之后,测量阻抗Zφ等于线路正序阻抗Z1。
2)相间阻抗Zφφ
Um=Im*Z1+I0*(Z0-Z1)
Un=In*Z1+I0*(Z0-Z1)
上面两公式相减,剔除了零序电流I0产生的电压降:
Um-Un=(Im-In)Z1,故有:
Zφφ=Uφφ/Iφφ
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6、进一步的思索
①若考虑架空地线对输电线路的互感,输电线路Z0和Z1分别会受什么影响?
②当Z0<Z1时,单相短路电流>三相短路电流,如何从零序补偿系数的角度来解释?

本文发布于:2024-09-22 18:25:27,感谢您对本站的认可!

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