4　仿真结果

4.1　仿真条件
　　系统模型如图2所示，其中M、N为保护安装处，F₁为反向远距离故障、F₂为反向出口处故障、F₃为正向出口处故障，F₄为线路末端故障。线路参数采用零序耦合集中参数，其中　线路阻抗角为80°，系统阻抗角为85°，线路阻抗为正序100 Ω，零序阻抗为250 Ω。两侧电源相位差分别为0°、30°、70°，M侧为受端和送端情况。接地电阻分别为300、100、20、10 Ω和金属性故障。其运行方式如表1所示。

图2　电力系统模型

表1　　运行方式

表1中，Z_SM、Z_SN分别为系统M、N的正序阻抗；Z_SMO、Z_SNO为零序阻抗。‘大’、‘中’、‘小’表示运行方式的大小，‘特殊’表示特殊的小系统。
4.2　仿真结果
　　根据以上的运行条件仿真计算了在各种条件下的结果如下。
　　(1)M侧为送端时
　　①A相单相接地故障时：θ的变化范围为123.1°～-93.8°，其中上限121.1°发生在两侧电源拉开70°，大—大运行方式时F₄点的金属性故障。下限-93.8°发生在两侧电源拉开70°，大—大运行方式时F₁点故障，接地电阻为300 Ω。
　　②BC两相接地故障：θ的变化范围为-59.1°～52.1°，其中上限-59.1°发生在两侧电源拉开70°，大—大运行方式时F₄点的金属性故障。下限52.1°发生在两侧电源拉开70°，小—小运行方式时F₁点故障。过渡电阻为100 Ω。
　　结果表明，M侧为送端时可以正确区分单相和两相接地故障，并至少有15°的裕度。
　　(2)M侧为受端时
　　①A相单相接地故障时：θ的变化范围为143.9°～-62.8°，其中上限143.9°发生在两侧电源拉开70°，特殊2运行方式时F₁点的金属性故障。下限-62.8°发生在两侧电源拉开70°，大—大运行方式时F₁点故障，接地电阻为300 Ω。
　　②BC两相接地故障：θ的变化范围为-42.8°～73.9°，其中上限-42.8°发生在两侧电源拉开70°，中—大运行方式时F₁点的金属性故障。下限73.9°发生在两侧电源拉开70°，大—大运行方式时F₄点故障，接地电阻为20 Ω。
　　结果表明，M侧为受端时可以正确区分单相和两相接地故障，并至少有10°的裕度。
　　综合以上分析所得，零序、正序电压的相位差是可以正确区分单相和两相接地故障的，并且至少有10°左右的裕量。
　　对于₀和₁的分区方法也进行了大量的仿真计算，其结果与理论推导结果相一致。另外，对F₂和F₃之间的转换性故障也进行了仿真计算，结果表明电压序分量之间的相位差与单点故障时完全相同，能够正确区分故障相，但电流的序分量则可能要误选相。例如表1的‘小—大’运行方式，系统中发生F₂点C相接地、F₃点B相接地时，₁、₀、₂相位相同，本文的方法能够正确判定为BC两相接地，而此时零序电流和负序电流的相位差为230°左右，用电流序分量的选相方法^［1］要误选。

5　结论

　　(1)通过对零序、负序、　正序电压在接地故障下的特性分析，提出了一种由零序、负序、正序电压所构成的新型故障序分量选相元件。该元件主要由2部分组成，首先用零序、负序电压进行比相，从6种接地故障中选出2种，然后再由正序、零序电压进行比相，进一步区分单相接地和两相接地故障。　
　　(2)这种新型的序分量选相元件原理简单、选相可靠，不仅能对一般性故障正确选相，而且在转换性故障、同杆并架上的跨线故障等特殊故障情况下也能正确选相，满足了高压及超高压线路保护中对选相元件的要求。

参考文献

1　朱声石.高压电网继电保护原理与技术(第二版).北京:中国电力出版社,1995
2　葛耀中.新型继电保护故障测距原理与技术.西安:西安交通大学出版社,1996
3　徐振宇.一种序分量高压线路保护选相元件.中国电机工程学报,1997(3)
4　葛耀中.相位比较式对称分量选相元件.继电器,1990(1)

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