浅谈500KV串补设备对线路保护的影响

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摘 要：为提高系统稳定考虑和提高线路输送能力，云南电力系统开始加大串补装置在系统中的实际应用，该设备较为复杂，技术性强。本文对串补设备对线路保护的影响和现场调试主要注意问题进行探讨、分析，并提出一些意见，为相关工作人员提供参考。

关键词：串补；线路保护；调试

中图分类号：TM726 文献标识码：A

高压长距离输电线的作用是将远离负荷中心的大容量水电站或煤炭产地的坑口火电厂的巨大电功率送至负荷中心，或作为大电力系统间的联络线，担负功率交换的任务。因此，提高长距离输电线的传输能力和并联运行的电力系统的稳定性，是一个极为重要的问题。从公式P=·Sin可知，X∑减小可提高线路输送能力和提高并联运行的电力系统的稳定性，为此，长距离输电线常常装设串联电容补偿装置以缩短其电气距离。

1 串补装置工作一般原理和动作逻辑

图1 串补基本接线

如图：当流过串补装置的电流小于MOV（金属氧化物压敏电阻）的保护级电流IP时，串补装置为一电容器。当流过串补装置的电流大于IP时，MOV开始导通，部分电流从MOV上流过，此时MOV表现为一非线性电阻。这样串补装置就由一个纯容抗变为一个电阻电容的并联等效电路。MOV上流过的短路电流随着MOV两端的电压升高而变大，MOV的等效电阻也越来越小，整个串补装置的等效电阻也越来越小。当故障电流超过MOV允许范围时，则间隙和旁路断路器快速放电动作永久旁路切除串补装置。

线路出现单相故障时，线路保护单相跳闸的同时须向串补装置发单相跳闸远跳命令，此时旁路断路器应临时旁路，只旁路故障相。如线路为瞬时性故障，线路重合闸成功，串补装置未受到其他远跳命令后，经延时旁路断路器应解除旁路，投入串补装置。如线路为永久性故障，线路重合闸失败，线路保护三跳同时须向串补装置发三相跳闸远跳命令，此时旁路断路器应永久旁路。

串补装置故障时，旁路断路器应永久旁路，同时向线路两侧发远跳命令，整条线路退出运行。

2 串补装置对线路保护的影响

2.1 距离保护的超越问题

对距离Ⅰ段保护，按线路阻抗的70%-80%整定，不考虑串补电容的容抗值。但在短路电流不足以使MOV导通的情况下，电容器的容抗对线路的感抗起补偿作用，按实际线路阻抗整定会导致在串补电容背后短路，距离保护超越。

根据串补的特点，可设置MOV导通电压的值UMOV,根据流过保护安装处的阻抗测量电流I实时调整距离Ⅰ段的保护范围。当正方向末端发生短路故障，本侧（M侧）有UM=I×ZL＋UC，保护的测量阻抗ZM=UM/I=ZL＋UC/I，因为UC≤UMOV（UMOV是按C上的UMOV最大允许电压整定），所以在当正方向末端发生短路故障，减除UC影响，不会距离保护超越。

2.2 防止反方向经电容短路距离保护失去方向性

距离继电器动作特性图

当反方向经串补电容短路时，测量阻抗JXC为感性，可能落入距离保护动作区，造成距离保护误动。采用记忆电压极化的距离继电器和动作特性为直线具有明确方向性的电抗距离继电器。

带记忆作用的距离继电器，反方向动作区为一抛圆，图中的C2。当反方向的串补电容值大于距离Ⅰ段的整定值时，反方向测量JXC落入反方向动作圆C2。在处理过程中，增加电抗距离继电器，防止反向误动。电抗距离继电器的动作特性与C2圆没有共同动作区。

当反向的串补电容值小于距离Ⅰ段的整定值时，反方向测量阻抗JXC落入不带记忆的反方向动作圆C3。当记忆存在时，反方向动作圆为C2，保护不误动。当记忆消失时，反方向动作圆变为C3。此时，通过检测电抗距离继电器和姆欧继电器的动作时差判断。记忆电压未消失前，只有电抗继电器动作，姆欧继电器不动作；当记忆消失后，电抗继电器和姆欧继电器均动作。当检测到电抗继电器和姆欧继电器有动作时差时，将距离Ⅰ段闭锁。

2.3 零序方向继电器

当正方向发生不对称接地故障时，若背后的零序阻抗为容性时，常规的零序反向继电器会判为反方向故障。

当ZS＜XC，当线路发生不对称接地短路时，零序电压分布如图2

从图2中可知，串补点后零序电压反向，零功方向测量为反方向。应对零序电压进行补偿，补偿的方法是：

U0，＝U0-I0×Z0com

零序补偿阻抗Z0com的选取应满足ZS0+ Z0com＞XC。在实际运行过程中，可简单的取 Z0com=XC。由于线路零序阻抗远远大于正序阻抗，这样的补偿只补偿了线路的一部分，反方向故障不会失去方向性。

对于无串补的线路、串补不在本侧或串补在本侧，但本侧保护用电压取自母线，均不会出现零序电压反向的现象，不需要对零序电压进行补偿。对不需零序电压补偿的线路，将Z0com定值整定为0即可。

3 保护综合调试中容易出现的问题及预防

3.1 在联调过程中，要注意设计图纸与对侧相结合，重点审核保护命令相一致，如线路保护采用保护动作A相采用1命令，B相采用2命令， C相采用3命令；对侧串补保护必须一一对应。对侧串补保护动作远跳本侧采用7命令和8命令时，本侧线路保护也必须一致。

3.2 本侧分别实际模拟保护A相动作时，本侧跳A相和重合闸过程中，发动作命令至串补站，串补装置动作关系应正确，本侧调试人员应了解情况，形成记录。

3.3 针对所调试的装置的特殊性，可要求厂家派相关技术人员到场调试，以提高调试的正确性。

3.4 对线路保护中涉及对侧串补的参数设置，可向调度部门质询，获得准确数据。

结语

变电站高电压系统线路继电保护综合调试是系统安全运行重要的一项技术把关工作。通过调试，发现和解决线路保护与串补装置的二次回路在设计和安装中存在的问题，检验保护动作是否正确，确保系统安全稳定运行。

参考文献

[1]深圳南瑞PRS-753保护装置技术说明书[S].

[2]《继电保护和电网安全自动装置检验规程》DL/T995-2006.