高压电力电缆——架空混联线路接地保护方案探讨

摘要

在现代社会中，电力电缆以及电力电缆――架空混联线路越来越多地被用于城市输电网中，同时电力电缆的继电保护问题也摆在我们面前。电力电缆在电气特性上不同于传统的架空线路，传统的继电保护方案并非完全满足电力电缆的继电保护需要，针对电力电缆或电缆――架空混联线路继电保护新方案的研究，不仅具有较大的理论意义，而且会带来较好的社会效益。 本文首先总结分析了现有国内外电力电缆的型号及其主要特性，并针对电力电缆的通用特性展开了详细分析，从其正、负、零序阻抗特性以及零序阻抗与零序电流的关系入手，分析了架空线路与电力电缆电气特性的主要区别；然后，详细总结了现有架空线路接地保护基本原理，及其继电保护配置和定值计算流程，分析了将其应用于电力电缆线路所带来的弊端，以及传统自适应保护算法存在的缺陷。 基于此，本章着眼于电力电缆分布参数模型，在充分考虑电力电缆故障情况下，零序电流与零序电抗之间呈非线性关系的特性，提出了新的自适应接地距离保护和零序电流保护方案，通过迭代和拟合的方法来计算短路点的零序阻抗和零序电流，并最后判定故障位置。 通过对电力电缆，以及电缆-架空混合线所做的大量ATP仿真可以看出，本文提出的通过迭代拟合法得出电缆的零序阻抗和零序电流关系曲线的方案，能对电力电缆以及架空-电缆混合线路接地故障起到很好的保护作用。该算法较好的解决了由于电缆的零序阻抗随着零序电流的变化而变化给电缆接地保护带来的困难。采用零序电流作为极化量的接地距离继电器或多边形特性阻抗继电器，其抗过渡电阻的能力达到30欧姆以上。本文提出的自适应零序电流保护在电网各种运行方式下，发生各种接地故障均能起到可靠的保护作用，具有较强的抗过渡电阻能力，能满足运行规程对零序电流保护的要求。