双母双分段接线方式下测向量方法浅析论文_张鑫磊,蔡勇

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摘要:本文针对双母双分段接线方式下测向量方法进行了分析。首先,对CT极性的准确定义进行了讨论,并明确了文本中使用的极性定义;并对线路、母联和分段的CT二次线圈极性进行了讨论,对不同极性下测向量的结果进行了分析。最后,给出了实际工作中测向量结果作为例证,为工程实际中测向量工作提供了依据和参考。

关键词:双母双分段接线方式;CT极性;测向量

1 引言

测向量是继电保护专业中很重要的一项工作。在基建验收、改扩建间隔或是一次、二次设备更换后,CT的二次回路接入继电保护装置等测保装置后,需要进行测向量工作。如果CT二次回路相位出现接错的情况,将造成保护装置勿动等严重后果。因此,能否准确测量向量对电力系统能否正常运行至关重要。

目前,华北地区500kV变电站根据电压等级不同,主要有双母接线和3/2接线两种方式。220kV多为双母双分段方式,双母线其他接线方式与该方式下测向量方法完全一致,本文将主要讨论双母双分段接线方式下的测向量方法。

2 CT极性的确定

CT极性采用减极性原则进行标注,当一次电流从P1端流入时,二次感应电流规定的正方向从S1流出互感器二次绕组。当CT的二次线圈接入保护装置为正接,一次电流从P1端流入时,二次的感应电流从S1端流出,则CT的正极性标注在P1侧;当CT二次线圈接入保护装置为反接,一次电流从P2端流入时,二次的感应电流从S1端流出,则CT的正极性标注在P2侧。

目前,在常规变电站中,CT二次线经过端子箱进入保护屏,其正接或反接均在端子箱内体现。

3 双母双分段测向量方法

3.1 出线间隔CT

在测向量工作前,首先确定CT极性和变比,一般线路CT极性取母线侧为正,减极性接线,变比2500/1。负荷无功为感性,即电流滞后电压,功率流向及CT布置如图1中a所示。220kV线路保护多取母线电压,测向量时以母线电压为参考。

a)220kV间隔接线 b)向量图

图1 出线间隔测向量

假设负荷功率因数角为φ,I滞后U一个φ角度,其中,I为负荷电流、U为母线电压。在三相电压和电流的关系如图2中b所示。实际测向量工作多以A相电压Ua为参考,则Ia滞后Ua的角度为φ,Ib滞后Ua的角度为φ+120°,Ic滞后Ua的角度为φ+240°。

3.2 母联分段CT

目前,母联CT接入母差保护、母联断路器保护、故录及测控装置,多以4母为正极性;分段CT接入两段母线的母差保护、分段断路器保护、故录及测控装置,多以甲母为正极性。进行母联、分段CT测向量时,一般以母联、分段断路器所连一条母线为电源,由另一条母线带一条出线间隔提供负荷电流进行测量。

下面以母联为例,对不同功率流向的测量结果进行比较分析。若均以4母线侧为CT正极性端,当功率从4母线流向5母线时,间隔出线的感性负荷电流作为测量值,以4母线电压作为参考,结果与220kV出线间隔测向量的相位结果一致。

当功率由5母线流向4母线时,同样以间隔出线的感性负荷电流作为测量值,以5母线电压作为参考。由于CT极性的原因,造成测量的电流相位与上述情况相差180°,电流与电压相位关系如图2所示。同样以A相电压Ua为参考,则Ia滞后Ua的角度为φ+180°,Ib滞后Ub的角度为φ+300°,Ic滞后Ua的角度为φ+60°。

图2 功率由5母流向4母向量图

4 测向量实例

以华北地区某500kV变电站220kV侧母联分段改造更换断路器工作为例进行分析。

该变电站220kV侧一次接线方式为双母单分段带旁路接线,其中4母为分段母线,本次改造的断路器为2245乙母联断路器和2244分段断路器,如图3所示。

图3 实际接线图

送电时,以4乙母线带一条出线作为负荷进行测向量,首先合分段断路器2244,对2244CT各回路进行测量,此时功率P为145MW、Q为-5MVar,电流为364.92A。则计算负荷功率因数角约为-2°,功率流向由4甲母线流向4乙母线,对于2244CT反接绕组的各相电流相位Ua超前Ia角度为-2°、超前Ib角度为118°,超前Ic角度为238°。正接绕组的各相电流相位Ua超前Ia角度为178°、超前Ib角度为298°,超前Ic角度为58°。

接下来断开2244,合上2245乙,功率由5母线流向4乙母线,此时P为139MW、Q为-5MVar,电流为359.06A.计算负荷功率因数角约为-2°,对于2245乙CT反接绕组各相电流相位Ua超前Ia角度为-2°、超前Ib角度为118°,超前Ic角度为238°。正接绕组的各相电流相位Ua超前Ia角度为178°、超前Ib角度为298°,超前Ic角度为58°。

参考文献:

[1] 邱关源. 电路(第五版)[M]. 北京:高等教育出版社,2006:252-271

[2] 李欣然. 电力系统相量测量方法的研究[J]. 长沙电力学院学报(自然科学版).1997,12(1):72-76

[3] 林达斌. 电力系统相量测量方法研究[D]. 长沙:湖南大学,2012

论文作者:张鑫磊,蔡勇

论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期

论文发表时间:2018/11/13

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