TA中性线异常对线路差动保护的影响及对策研究

摘要

基于基尔霍夫电流定律的分相电流差动保护因为其优异的特性，如今已被广泛采用作为高压输电线路的主保护，然而差动保护的动作准确性和灵敏度仍然受TA二次回路的影响，国内曾经发生过多起因TA中性线异常而导致的差动保护误动作事件。本文针对TA二次回路中性线异常导致线路差动保护误动的情况，分析了此类误动产生的原因和机理，并提出了相应的对策和措施。
　　文章将TA中性线的异常状况分为两类，一类是TA中性线电阻增大，另一类是中性线完全断开。针对TA中性线电阻增大的情况（一般由端子接触不良、二次电缆老化等原因造成），从机理上分析了导致误动的原因是故障相二次回路电流在中性线上产生的电压降会使非故障相TA在二次侧出现类似励磁涌流的效应，从而产生波形偏向一侧的异常电流，其本质是非故障相TA磁链的积累。由TA中性线电阻增大情况下的二次回路等效电路方程得到异常电流的微分表达式，通过改变异常电流微分表达式的参数研究了中性线电阻大小、非周期分量大小、剩磁水平、以及TA容量对异常电流幅值的影响，并通过实验验证了结论的正确性。针对TA中性线完全断开的情况，从故障案例入手研究，通过建立TA中性线断开情况下二次回路的等效模型，分析了由TA中性线断开可能导致出现的三相二次电流分布情况。
　　在研究、归纳了此类误动的各种特征之后，提出将三相最大电流引入到制动判据中，结合该相二次谐波比或波形不对称系数，识别TA中性线异常后短时闭锁分相差动保护的动作逻辑。并经过仿真与录波图回放验证了所提保护方案的正确性和有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本课题的主要研究内容

第2章 TA中性线电阻增大导致误动的理论分析

2．1 电流互感器简介

2．1．1 电流互感器原理

2．1．2 电流互感器的等效电路

2．1．3 电流互感器的主要参数

2．1．4 电流互感器的饱和

2．1．5 电流互感器的10％误差曲线

2．2 典型误动事件

2．3 中性线电阻增大导致误动的理论分析

2．3．1 误动机理分析

2．3．2 理论推导

2．3．3 误动过程总结

2．4 本章小结

第3章 TA中性线电阻增大时异常电流的影响因素

3．1 各参数对异常电流的影响

3．1．1 中性线异常电阻大小的影响

3．1．2 故障电流非周期分量的影响

3．1．3 TA容量的影响

3．1．4 TA剩磁的影响

3．1．5 TA二次负载电阻的影响

3．2 实验验证

3．2．1 Rn的影响

3．2．2 非周期分量幅值的影响

3．2．3 非周期分量衰减时间常数的影响

3．2．4 工频分量幅值的影响

3．2．5 实验结论

3．3 本章小结

第4章 TA中性线断线对差动保护的影响分析

4．1 中性线断线的故障案例

4．2 中性线断线的等效模型

4．2．1 中性线断线的等效电路

4．2．2 三相饱和特征不一致的影响分析

4．3 中性线断线后发生接地故障的电流特征分析

4．3．1 TA中性线断线情况下发生单相接地故障

4．3．2 TA中性线断线情况下发生两相接地故障

4．4 本章小结

第5章 TA中性线异常状况下的保护对策

5．1 特征归纳

5．1．1 幅值特征

5．1．2 谐波特征

5．1．3 波形不对称特征

5．1．4 电压特征

5．1．5 衰减时间特征

5．2 中线异常状况下的保护对策

5．2．1 二次谐波关联判据

5．2．2 改进二次谐波关联判据

5．3 保护方案验证

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

附录

致谢