Korrektur des k-Faktors und mutueller Kopplung bei asymmetrischen Freileitungen zur Optimierung der Distanzschutz-Zuverl盲ssigkeit
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- 作者：U. Klapper (1) ulrich.klapper@omicron.at
- 关键词：Schl眉sselw枚rter Leitungsimpedanz ; Distanzschutz ; Mitsystem ; Nullsystem ; Kompensation der Erdimpedanz ; Erdkompensation ; Erdungsfaktor ; Mutuelle Kopplung
- 刊名：e & i Elektrotechnik und Informationstechnik
- 出版时间：December 2008
- 出版年：2008
- 期刊代码：95_1613-7620
- 类别：et
- 卷：125
- 期：12
- 页码：448-451
- 数据来源：sp
摘要
Die Zuverl盲ssigkeit eines Energie眉bertragungssystems h盲ngt in hohem Ma脽e von der Zuverl盲ssigkeit des jeweiligen Schutzsystems ab. Es ist offensichtlich, dass Sicherheit, Selektivit盲t und hohe Geschwindigkeit die Hauptanforderungen sind, die an ein Schutzsystem gestellt werden. Im Falle von Distanzschutzrelais k枚nnen diese Anforderungen allerdings nur erf眉llt werden, wenn die Mechanismen "Kompensation der Erdimpedanz" und "Kompensation der mutuellen Kopplung" hinreichend funktionieren. Das Life-Cyle-Management der Schutzvorrichtungen f眉r Hochspannungsleitungen verlangt, dass die ausgew盲hlten Relais unter solchen Pr眉fbedingungen eingestellt und gepr眉ft werden, die so weit wie m枚glich den realen Systemparametern entsprechen. Durch die alleinige Berechnung der Leitungsimpedanz und der mutuellen Kopplung k枚nnen diese Anforderungen nicht erf眉llt werden. 脛nderungen der Systemkonfiguration, indem neue Hochspannungsleitungen zum selben Teilnetz hinzugef眉gt werden, erfordern 脛nderungen des Systemmodells, die Neuberechnungen der Relais-Einstellung, die 脺berpr眉fung der Relaiskoordination mit diesen neuen Einstellungen sowie deren Neu眉berpr眉fung. Durch einen schwerwiegenden Fehler bei der Berechnung des k-Faktors wird eine 脺ber- oder Unterreichweite der Zonen verursacht, so dass sich der beim Schutzsystem betriebene hohe Aufwand nicht auszahlt. Das bedeutet, dass der Fehler aufgrund einer einzelnen Relais-Einstellung nicht wie gew眉nscht schnellstm枚glich gel枚scht wird. Die Konstruktion von Freileitungen im Hinblick auf die Symmetrie hat einen gro脽en Einfluss auf die Qualit盲t des Schutzsystems. Verschiedene Messungen, die vom Autor und einigen Mitautoren an 眉ber 50 realen Freileitungen oder Starkstromkabel-Anlagen durchgef眉hrt wurden, belegen zwei Aspekte: • Der Fehler des eingestellten k-Faktors zum realen Wert betr盲gt im Durchschnitt 63%. Daher sind die Leitungen nicht ordnungsgem盲脽 gesch眉tzt. Die Hauptursachen daf眉r sind falsche Annahmen oder Probleme bei der Berechnung des k-Faktors. • Leitungen sind im Allgemeinen nicht so symmetrisch wie die Schutzingenieure annehmen. Freileitungen werden selten transponiert, insbesondere wenn es sich um kurze Freileitungen handelt. Die k-Faktoren der verschiedenen Phasen k枚nnen in vielen F盲llen erheblich voneinander abweichen, so dass ordnungsgem盲脽e Einstellungen nahezu unm枚glich sind. Phasenweise angepasste Einstellungen der k-Faktoren in geplanten Relais k枚nnten eine L枚sung dieses Problems darstellen. Hier sind die Relaishersteller gefordert. Berechnungen der k-Faktoren f眉r Einstellungen der mutuellen Kopplungen sind noch fehleranf盲lliger. Hier stellen Asymmetrien zwischen Systemen ein noch gr枚脽eres Problem dar. Die Theorie, wonach jede Phase eines Systems identisch in jede Phase eines anderen Systems einkoppelt, trifft bei den meisten Leitungen schlicht nicht zu. Die vorliegende Ver枚ffentlichung diskutiert Effekte, die bei Messungen an mehreren Freileitungen und Starkstromkabeln in verschiedenen L盲ndern auf vier Kontinenten ermittelt wurden. Sie legt zudem dar, welchen Stellenwert die Transponierung nicht nur f眉r Systemsymmetrie im Hinblick auf den Stromfluss, sondern auch im Hinblick auf ordnungsgem盲脽en Systemschutz hat. Einen weiteren Beitrag zur Diskussion stellen Ideen zur Einf眉hrung phasenspezifischer k-Faktoren f眉r den Distanzschutz dar.