中性点不接地系统获取序分量讨论

刘华斌 许建安

福建水利电力职业技术学院 福建 永安 366000

0 引言

用对称分量分析电力系统故障时，各序分量可反映不同的故障，相间不对称故障时，除了正序量外还存在负序分量；接地故障时，系统中出现三序分量；对称短路时，仅存在正序分量［1-2］。由序分量或序分量突变量构成的保护因灵敏度高而得到广泛应用。传统保护中由序分量滤过器获取序量，微机保护由移相算法实现。在中性点不接地系统中电流互感器通常仅在A、C两相上安装，本文对两相式电流互感器获取序分量的问题展开讨论。

1 基本原理

由式（1）得正序分量电流为

同理

由式（3）得负序分量电流为

1.1 正序分量滤过器

为分析正序分量滤过器表达式的正确性，将式（2）改写成

当系统为线性电路时可用叠加原理分析故障序分量［5-6］，当式（5）输入正序分量时，其相量图如图1（a）所示，输出为式（5）输入负序分量时，相量图如图1（b）所示，即负序分量被滤除。按式（5）计算得到的为正序分量电流，不反映负序分量。

图1 正序分量滤过器相量图

1.2 负序分量滤过器

同理负序分量滤过器式（4）改写成

图2 负序分量滤过器相量图

1.3 序分量滤过器变换

将（5）式乘以ej90°、（6）式乘以e-j30°得

或将（5）式乘以ej30°、（6）式乘以e-j90°得

图3 正序分量相量图

图4 负序分量相量图

由以上分析可得，将式（2）或式（4）分别乘以ejφ1、ejφ2，可得到一般表达式为

式（9）说明序分量滤过器的表达式不是唯一的，旋转的角度不同，序分量滤过器有不同表达式，但其实质相同，在实际应用中可根据需要选取。

2 序分量滤过器实现

中性点不接地系统单相失地属异常运行状态，相间短路零序分量不存在，因此正、负序分量才有应用价值。为获取序分量，由式（7）知获得正序分量A相需移相60°、C相不需移相；获得负序分量A相不需移相，C相需移相60°。由式（8）知获得正序分量相A不需移相、C相需移相-60°；要获得负序分量，A相需移相-60°、C相不需移相。

传统序分量可用电流变换器和电抗变换器实现，需移相的采用电抗变换器，不需移相的采用电流变换器既可达到目的。微机保护中，设每周采样N=12，ωTs=30°，即相隔30°采样一次，对应式（7）或式（8）的数据窗为2时离散形式为

式（10）直接移相算法的相量图如图5所示，图5（a）正序分量滤过器输出与正序分量成正比，负序分量被滤除；图5（b）负序分量滤过器输出与负序分量成正比，正序分量被滤除。式（11）与式（10）相似。

图5 直接移相式序分量滤过器相量图

3 结语

1）中性点不接地系统两相装设电流互感器可获得正、负序分量，相间故障零序分量不存在。

2）滤分量滤过器表达式不是唯一的，可根据需要选取。

3）用电流变换器和电抗变换器可实现传统获取序分量方法。

4）微机保护用直接移相就可获得序分量且方法简单。

5）当输入端存在谐波分量，将产生误差，需先进行滤波消除影响。

［1］许正亚.输电线路新型距离保护［M］.北京：中国水利水电出版社，2002.

［2］许建安，王风华.电力系统继电保护整定计算［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.

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