第40卷第8期2006年8月西安交通大学学报JOURNALOFXI′ANJIAOTONGUNIVERSITYVol.40№8Aug.2006电压互感器和电流互感器暂态特性对距离保护算法的影响康小宁,张新,索南加乐,邵宝珠,何璐(西安交通大学电气工程学院,710049,西安摘要:对距离保护暂态超越产生的原因进行了详细分析,并给出了结论.对于采用解微分方程算法的距离保护,当电容式电压互感器(CVT和电流互感器(CT暂态特性一致时,它们对解微分方程算法没有影响,反之则会引起暂态超越.通过建立两者的数学模型,分量时暂态特性的差异发现,由于CVT和CT,CVT和CT的非周期分量衰减时间分别为CVCT后非周期分量衰减快,.关键词:暂态超越;;;::A文章编号:0253Ο987X(200608Ο0955Ο05ofTransientCharacteristicsofCapacitorVoltageTransformerandCurrentTransformeronDistanceProtectionKangXiaoning,ZhangXin,SuonanJiale,ShaoBaozhu,HeLu(SchoolofElectricalEngineering,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710049,ChinaAbstract:Themechanismoftransientoverreachinthedistancerelaysisanalyzedforthedistanceprotectionbysolvingdifferentialequations,Itisrevealedthatifthecoincidenttransientcharac2teristicsremainincapactorvoltagetransformer(CVTandcurrenttransformer(CT,andthetransientoverreachphenomenondoesnotarise,whilethedifferenceoftransientcharacteristicsbetweenCVTandCTleadstoatransientoverreach,andtheunbalancednon2periodcomponentprimarilyinducesthetransientoverreach.EMTPsimulationshowsthatthedecaytimeofnon2pe2riodcomponentofCVTof10msismuchshorterthan40msofCT,thusthedistancerelaysoper2atebymistake.Keywords:transientoverreach;capacitorvoltagetransformer;currenttransformer;non2periodiccomponent在现行的距离保护中,由于距离保护Ⅰ段要求保护在故障时刻快速动作,为了避免由暂态超越造成的保护误动作,保护Ⅰ段的保护范围就受到很大的限制.因而,解决暂态超越问题对提高距离Ⅰ段的保护范围有着很重要的意义.目前,有两种观点解释暂态超越现象,一是定性地说明暂态超越是暂态过程中出现的非周期分量引起的[1],二是单独考虑某种测量装置,如电容式电压互感器(CVT或者电流互感器(CT的暂态特性[2Ο4],以此解释超越现象.事实上,线路发生故障时,线路侧的电压和电流都含有非周期分量,但由于电压和电流中的非周期收稿日期:2005Ο10Ο29.作者简介:康小宁(1968~,男,副教授.基金项目:国家自然科学基金资助项目(50377032;高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20010698015.分量成分相同,衰减速度一致,并且满足线路微分方程,因而测距方程在线路一次侧严格成立.所以,第一种观点并不能很好地解释超越现象.由于CVT和CT的暂态特性不一致,导致了它们传变非周期分量的能力并不相同,经过它们传变后的电压和电流的变化也不再相同.所以,以二次侧电压和电流计算而得到的测量阻抗会发生较大波动,导致系统暂态超越.观点二仅考虑某一种互感器的暂态特性,也不能很好地解释超越现象.本文通过深入分析,利用电磁暂态计算程序EMTP建模仿真,给出了产生暂态超越的原因.1暂态超越的原因分析当系统短路时,线路中将出现高频分量和非周期分量,其中的高频分量可以通过滤波器滤除,非周期分量本身是满足解微分方程算法的,如果CVT和CT的暂态特性一致,算法没有影响.为l,电阻为R,u1和i1,其频域表示为U・1和I1,经CVT和CT传变后的二次电压和电流为u2和i2,其频域形式为U・2和I・2.考虑金属性接地故障的情况,故障定位方程为u1=ldidt+i1R(1其频域方程为U・1(ω=jωLI・1(ω+I・1(ωR(2设CVT和CT的传递函数分别为HU(ω和HI(ω,如果两者暂态特性一致,HU(ω=HI(ω,有U・2(ω=jωLI・2(ω+I・2(ωR(3即二次电压和电流仍满足故障定位方程.反之,如果HU(ω≠HI(ω,则有U・2(ω≠jωLI・2(ω+I・2(ωR(4即二次电压和电流不再满足故障定位方程.所以,CVT和CT的暂态特性一致与否决定了是否会发生暂态超越现象.2CVT的暂态特性2.1理论分析CVT等值电路见文献[3].当系统侧发生故障时,设一次侧的电压为u1,它由正弦分量和非周期分量组成,其中非周期分量的衰减时间常...