摘 要 结合山西阳城至江苏送电工程，分析了串联电容补偿对线路继电保护的影响，包括它对保护所测相量的影响、对保护动作特性的影响等。基于几种典型原理的保护在串联电容补偿线路中对故障的反应，论述了串联电容补偿线路继电保护设计应注意的问题，并探讨了设计保护原理的思路，最后结合阳城至江苏送电工程，对线路继电保护的设计提出了几点建议。
关键词 串联电容补偿 保护超越 姆欧距离保护 电抗型距离保护
分类号 TM 773
SOME SUGGESTIONS ON DESIGN OF PROTECTION
ON THE LINE WITH SERIES COMPENSATION
Wang Xiangping
(East China Electric Power Design Institute, 200063, Shanghai, China)
Abstract Directing to the power transmission project from Yangcheng Power Plant in Shanxi Province to Jiangsu Province, this paper thoroughly analyses the effects of series capacitor compensation on traditional line protection. The effects cover the vectors measured by protective relay and the operation characteristic of protective relay. Based on the operation behaviors of a few typical protections operated in the power system with series compensation line, some problems are addressed during line protection design. The ideas for designing protection on the line with series compensation are discussed. Finally, some suggestions on line protection design are proposed.
Keywords series capacitor compensation line protection overreach mho distance protection reactance distance protection
0 引言
串联电容补偿装置(简称串补，含串补的线路简称为串补线路)应用于长距离输电线路能够增加稳定裕度，改善联网负荷分配，提高线路潮流输送能力等。在山西阳城至江苏送电工程的建设初期，将采用此种补偿装置，以节省投资。但是串补的投入或退出会改变线路的阻抗，影响基于阻抗特性原理的保护的正确测量。本文结合此项工程，分析线路串补电容对继电保护的影响，提出该线路保护的设计方案。
1 串补电容对线路保护的影响
1.1 串补电容对继电保护测量相量的影响
根据对阳城至江苏送电工程的系统网络等值计算，电压反向、电流反向均有可能发生。
1.1.1 电压反向
通常在非串补线路上，电源流出的短路电流落后于电源电势，母线电压与电源电势基本同相。但在串补系统中，如从电源到保护安装处的感抗大于容抗，当靠近串补处发生故障时(如图1中F1点故障)，将导致加在继电器上的电压相位和电源电势相差180°，即保护测量的电压将发生反向。在故障序网图中，也会发生电压反向。
图1 简易的串联补偿系统
Fig.1 A simple series compensation power system
距离保护或方向保护的电流方向不会因串补而改变。这种电压方向的变化将对保护动作的正确性产生影响，但对不以测量故障电压为参考量的保护(如电流差动保护)，则不会造成影响。
1.1.2 电流反向
在串补线路上，以线路始端母线电压为基准，线路短路电流可能超前于电势，相位变化约180°，即发生电流反向。当电源负序阻抗小于电容容抗时，保护测得的负序电流也将反方向。
以电流为参考量的保护，如距离保护、方向保护、电流差动保护，在电流发生反向时，正常的选择性将受到影响。
1.2 串补电容对典型保护的影响
1.2.1 串补电容对距离保护的影响
当串补电容器的保护MOV将串补电容旁路时，距离保护自然适应，故以下主要讨论串补电容不被旁路的情况。
对于图1中F1点故障，线路保护继电器的测量电压取自母线侧电压互感器(TV)。当|XC|<|ZS|时(XC为电容器容抗，ZS为保护安装处到S端电源的阻抗)，电压发生反向，无记忆的姆欧继电器与以有限记忆为极化量的可变姆欧继电器的动作特性如图2(a)，区内故障时，可变姆欧继电器在动态期间能动作，在稳态期间不能动作。当|X
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