2025年【国家电网考试】距离保护测量阻抗的计算原理

2025-02-04 电网巴巴

距离保护是输电线路的重要保护原理之一，零序补偿系数K是理解测量阻抗的关键，本文介绍距离保护中测量阻抗的计算原理。 1、零序补偿系数　　先说一个结论：接地阻抗 Zφ = Uφ/(Iφ + 3I0*K)　　其中 K 为零序补偿系数，且 K = (Z0 - Z1)/3Z1　　推导过程如下（根据正负零序分解）： Uφ = U1 + U2 + U0 = I1*Z1 + I2*Z2 + I0*Z0 = Z1(I1 + I2) + I0*Z0 （输电线路 Z1 = Z2 ） = Z1(Iφ - I0) + I0*Z0 （电流满足 I1 + I2 + I0 = Iφ） = Z1*Iφ + I0*(Z0 - Z1) = Z1(Iφ + 3I0*(Z0 - Z1)/3Z1) = Z1(Iφ + 3I0*K)　　推导过程虽不复杂，但并不易直观理解，思考几个小问题： 1) 零序补偿系数 K 的作用是什么？ 2) Z0 - Z1 的物理含义是什么？ 3) Z0、Z1和线路本身的阻抗是什么关系？ 4) Z0 和 Z1 哪个数值更大一些？ 2、自阻抗、互阻抗 1) 自阻抗 Zs　　线路本身除了有电阻R，还有感抗X。　　导线电流I产生磁通Φ并在导线上感应出电势E，E与I的比值就是感抗X。　　导线的自阻抗：Zs = R + jX 2) 互阻抗 Zm　　两平行导线1和2，导线2电流I2与导线1交链磁通Φ2025年而产生感应电势，等效为互阻抗Zm。　　导线1的电压降：U1 = I1*Zs + I2*Zm 3、三相电压降　　假定三相线路完全对称，各相自阻抗均为Zs，各相间互阻抗均为Zm。　　以A相导线为例，导线上压降： Ua = Ia*Zs + Ib*Zm + Ic*Zm = Ia*(Zs - Zm) + (Ia + Ib + Ic)*Zm = Ia*(Zs - Zm) + 3I0*Zm B、C相有类似结论，可得三相电压示意图： 4、Z1、Z2、Z0 与 Zs、Zm　　当通入三相正序或负序电流时，Ia + Ib + Ic = 0。 Uφ = (Zs - Zm)*Iφ，故有： Z1 = Z2 = Zs - Zm　　当通入三相零序电流时，Ia = Ib = Ic = I0。 Uφ = (Zs + 2Zm)*Iφ，故有： Z0 = Zs + 2Zm　　上述两式联立，易得： Z0 - Z1 = 3Zm　　注意：Z0 - Z1 体现了线路之间的互感Zm，且Z0 > Z1。　　据此，得到三相电压示意图：

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