曹旭+王黎紅

摘 要：高壓輸電線路的串聯(lián)補償電容可以大大縮短其聯(lián)結(jié)的兩電力系統(tǒng)間的電氣距離，提高輸電線路的輸送功率及提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，有重大的技術(shù)經(jīng)濟價值。它應(yīng)用于長距離輸電線路能夠增加穩(wěn)定裕度，改善聯(lián)網(wǎng)負(fù)荷分配，提高線路潮流輸送能力等。然而串補電容的投入或退出會改變線路的阻抗，影響基于阻抗特性原理的保護的正確測量；對繼電保護的工作產(chǎn)生不利的影響。其中對距離保護的影響最甚，距離保護測量阻抗的大小與串補電容的大小和在線路上裝設(shè)的位置有關(guān)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 保護線路 串補電容 繼電保護系統(tǒng)影響

中圖分類號：TM761 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（b）-0035-02

1 串補電容裝于線路始端

如圖1所示，此時線路兩端距離Ⅰ段的起動阻抗應(yīng)為：

ZⅠdz.1=ZⅠdz.2=0.85（ZAB-jXC）

式中，ZAB為被保護線路阻抗；

XC為串聯(lián)電容的阻抗。

當(dāng)保護1和保護2的距離Ⅰ段采用方向阻抗元件時，它們按上式整定的特性圓和線路阻抗的分布分別如圖1（a）、圖1（b）所示。

如圖1（a）所示，裝于A側(cè)的保護1在始端A′點到M點的范圍內(nèi)短路時，阻抗元件的測量阻抗均位于動作特性之外，即保護不能動作，在這種情況下不能使用距離保護。

再看圖1（b）所示，裝于串補電容對側(cè)變電站B的保護2，受XC的影響使保護區(qū)縮短，只能保護由B到N點的范圍，但不致出現(xiàn)拒動或誤動的現(xiàn)象，因此可以用，但顯然XC的數(shù)值越大，保護區(qū)縮短得越多。注：為便于比較，圖中的虛線圓表示未加串補電容時動作特性。

2 串補電容裝于線路中間

這種情況下，兩側(cè)距離Ⅰ的起動阻抗仍按前式整定：ZⅠdz.1 =ZⅠdz.2=0.85（ZAB-jXC），只要串補電容的補償度不超過50%，即

XcZAB│，則阻抗元件的動作特性見圖1（c），在線路A～B內(nèi)故障時，保護1、2均可正確動作，而且保護性能也很好。但是，這種補償方式的缺點是，當(dāng)短路電流較大時，如果電容器被保護間隙短接，則距離Ⅰ段保護區(qū)將大為縮短。

3 串補電容裝于變電站的母線之間

串補電容和保護位置（對距離保護的影響）如圖2所示。

提出問題：為什么要將串補電容裝設(shè)在變電站母線之間？

因為由于當(dāng)多段高壓輸電線串聯(lián)，或高壓輸電線上設(shè)有開關(guān)站時，此時可將串補電容裝于高壓變電站或開關(guān)站的母線之間。圖3展示了裝設(shè)于兩條線路上的保護1、2、3、4的整定特性圓和測量阻抗。

圖3向量AB為線路AB的阻抗ZAB。BC代表串補電容的容抗ZBC，CD則代表線路CD的阻抗ZCD。折線DCBA則可看作是從D點看向A點的各線段阻抗。為了表明在同一圖上，從D看向A的阻抗假定為負(fù)的，與從A看向D的阻抗向量方向相反。

從圖3可見，保護1的整定圓1應(yīng)通過保護1安裝點。為保證選擇性C點應(yīng)位于圓1之外。保護3的整定圓3應(yīng)通過保護3安裝點C。因B點位于圓3之內(nèi)，故在B點及其附近的相鄰線路上短路時，保護3將誤動（應(yīng)注意看圖B點包在圓3 內(nèi)），因此，必須采取措施加以防止。保護4的整定圓4應(yīng)通過保護4的安裝點D向下畫。B點位于圓4之外，不會誤動。保護2的整定圓2應(yīng)通過保護2安裝點B向下畫。在反向C點附近短路時，將要誤動（應(yīng)注意看圖C點包在圓2內(nèi)），應(yīng)采取措施加以防止。

圖3中1、3與2、4為兩種不同方向的特性圓，其大小為區(qū)分之用。

4 結(jié)論

當(dāng)串補電容設(shè)置于變電站或開關(guān)站母線之間時，在遠(yuǎn)離串補電容的兩端，距離保護Ⅰ段的保護區(qū)將大大縮短，而在靠近電容器的兩端，距離Ⅰ段的保護區(qū)雖較長，和沒有電容器一樣，但在反向電容器背后及附近的相鄰線路上短路時，保護將要誤動，因此必須采取防范措施。

由圖3可知串補電容裝于變電站或開關(guān)站母線之間時對距離保護的影響。其他影響距離保護正確工作的因素此處不做進(jìn)一步分析。

5 結(jié)語

在電力系統(tǒng)高速發(fā)展的今天，電力網(wǎng)對繼電保護的要求也日益增高。特別是智能電網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)高速運用的過程中會對繼電保護提出更高的要求，同時也會出現(xiàn)種種新的問題，這將使從事繼電保護工作的人員面臨一系列重要任務(wù)，如何有效解決這些問題，并且將更好、更新的繼電保護技術(shù)與智能電網(wǎng)實現(xiàn)最佳的結(jié)合，將成為繼電保護工作人員面臨的重要課題。

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