于 敏

(四川明珠集團有限責(zé)任公司，四川射洪 629200)

1 概述

隨著電力綜合自動化技術(shù)在電力生產(chǎn)中的大量應(yīng)用，使電力設(shè)備的運行管理水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍。以四川省射洪縣電力系統(tǒng)為例，因綜合自動化技術(shù)于1999年應(yīng)用于射洪縣天仙變電站，后才在射洪縣電網(wǎng)中進入全面應(yīng)用階段。當(dāng)時電氣檢修人員的實踐經(jīng)驗和理論基礎(chǔ)尚不夠充分，給保護裝置的正確設(shè)計、整定和維護帶來了一定的困難。從射洪縣電力公司微機保護運用的具體實踐看，功率方向保護的整定相對較為復(fù)雜，尤其是對功率方向元件動作方向的正確選擇是防止保護誤動和拒動的關(guān)鍵。筆者就功率方向保護的整定與同行進行探討，以期達到拋磚引玉、辯明原理的目的。

2 如何對方向元件的動作情況進行分析

要準(zhǔn)確掌握方向元件在電力系統(tǒng)中的正常運行、兩相短路、三相短路時的動作情況，需要明確以下幾點:

(1)確定方向元件反映的是哪一相電流和哪一相電壓線相間電壓的相位關(guān)系，即方向元件的接線方式。該接線方式在微機保護中由其軟、硬件決定，一般不能進行改變。

(2)實驗測定方向元件的動作區(qū)和最大靈敏角。

(3)由負載的線路阻抗角分析當(dāng)發(fā)生相間或三相短路時加入方向元件的電流;電壓的相位關(guān)系是否接近或等于最大靈敏角。

3 功率方向元件在中性點不接地系統(tǒng)中的動作特點

方向元件采用90°接線方式。即:線路負載三相對稱且為純電阻性，在方向元件電流線圈中通入某相電流，電壓線圈加入另外兩相的相間電壓時，方向元件電流線圈中的電流超前于加入方向元件電壓線圈的電壓90°。

方向元件的動作區(qū)及最大靈敏角見圖1。

圖1 方向元件的動作區(qū)及最大靈敏角示意圖

圖1中:φ為加入方向元件線圈上的電壓與通入方向元件線圈中的電流間的相位角;α為方向元件的內(nèi)角，在微機保護中一般可選30°或45°。

當(dāng) －(90°+ α)＜ φ ＜90°－ α 時，為方向元件動作區(qū)的正向。

當(dāng)φ = ±90°－α?xí)r，為方向元件動作的臨界狀態(tài)。

當(dāng)90°－ α ＜ φ ＜270°－ α?xí)r，為方向元件動作區(qū)的反向。

在系統(tǒng)正常運行、相間短路和三相短路時加入方向元件的電流、電壓間的相位關(guān)系分別如圖2、3、4 所示。

正常運行時，適當(dāng)?shù)剡x擇方向元件的內(nèi)角，方向元件處于動作狀態(tài)。

圖2 正常運行時電流、電壓間相位關(guān)系圖

相間短路時，以BC相間短路C相方向元件為例進行分析。

圖3 相間短路時電流、電壓相位關(guān)系圖

圖4 三相短路時電流、電壓相位關(guān)系圖

φ。為負載線路的短路阻抗角，當(dāng)α選擇適當(dāng)，使α接近或等于φ，方向元件動作的靈敏性將達到最大。

三相短路時，動作情況與正常運行時相似。

4 功率方向保護的整定

(1)正確選擇方向繼電器的內(nèi)角，一般選30°或 45°。

(2)確定方向繼電器的接線方式，一般由微機保護確定為45°的接線。

(3)確定方向元件的動作方向。

根據(jù)正常運行時的波形圖或線路P、α的正負來分析加入方向元件電流、電壓間的相位關(guān)系，再根據(jù)正常運行時系統(tǒng)功率是由母線流向線路，還是由線路流向母線確定方向元件的動作方向。

①當(dāng)P＞0且α ＜0(或由波形圖確定)時，位于第一象限(以A方向元件為例)，如此時一次功率由母線流向線路，則選擇方向元件的動作方向為正向，否則為反向。

②當(dāng)P＜0且α ＜0(或由波形圖確定)時，位于第三象限(以A方向元件為例)，如此時一次功率由線路流向母線，則選擇方向元件的動作方向為正向，否則為反向。

5 結(jié)語

由以上分析可知，正確整定功率方向保護的關(guān)鍵是選擇方向元件的動作方向，而確定其動作方向可由以下兩點決定:

(1)當(dāng)一次系統(tǒng)功率由母線流向線路時，方向元件所反應(yīng)的電流、電壓間的相位關(guān)系。

(2)如此時通入功率方向元件電流線圈的電流矢量位于方向元件動作區(qū)的正方向，則選擇正向，否則選反向。