一種串聯(lián)電容補償輸電線路距離保護方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種串聯(lián)電容補償輸電線路距離保護方法，包括：實時采集輸電線路的電壓和電流，獲得每個采樣時刻輸電線路保護安裝處(斷路器)的電壓采樣值和電流采樣值；同時進行輸電線路故障檢測，若輸電線路發(fā)生故障，則進行故障測距判斷故障點的位置。本發(fā)明可防止正向經(jīng)串補電容短路故障超越動作，反向經(jīng)串補電容短路故障保護不誤動，克服了串補電容對距離保護的影響。本發(fā)明采用串補線路正向故障的π型等值電路，通過迭代算法測距，最后根據(jù)測距的離散度大小判斷故障點相對于串補電容的位置，能夠可靠防止距離保護超越動作和誤動作，提高了保護的靈敏度。
【專利說明】一種串聯(lián)電容補償輸電線路距離保護方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)，具體涉及一種串聯(lián)電容補償輸電線路距離保護方法。
【背景技術(shù)】[0002]串補電容補償是提高輸電線路經(jīng)濟性和可靠性的有效手段，其主要作用在于:通過控制潮流提高電力系統(tǒng)的輸送能力；改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性；改善電壓質(zhì)量及無功功率平衡；減少系統(tǒng)的線路損耗，提高線路輸送容量；應(yīng)用在遠距離、大容量輸電中可減少輸電線路回路數(shù)，節(jié)省投資。它還具有提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性、優(yōu)化輸電線路潮流和降低系統(tǒng)損耗的作用。[0003]然而串補電容破壞了輸電線路阻抗與距離的線性關(guān)系，給串補電容補償線路保護尤其是距離保護的設(shè)計帶來了很大的困難。傳統(tǒng)的距離保護應(yīng)用于串補線路存在超越動作的問題，距離I段在串補線路中必須考慮串補電容容抗(Z。)，按線路阻抗(ZJ與串補電容容抗之和(ZfjIz。I)進行整定，當(dāng)串補電容較大時保護靈敏度可能很低，從而無法滿足線路保護的要求；另一方面，我國超高壓串補輸電線路串補電容一般安裝在線路一側(cè)，通常采用線路PT，當(dāng)發(fā)生反向經(jīng)串補電容短路故障時，保護將會誤動。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種串聯(lián)電容補償輸電線路距離保護方法，它能判斷故障點相對于串補電容的位置，有效防止正向經(jīng)串補電容短路故障超越動作，反向經(jīng)串補電容短路故障保護不誤動。[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:[0006]一種串聯(lián)電容補償輸電線路距離保護方法，包括:實時采集輸電線路的電壓和電流，獲得每個采樣時刻輸電線路保護安裝處(斷路器)的電壓采樣值和電流采樣值；同時進行輸電線路故障檢測，若輸電線路發(fā)生故障，則進行如下操作:[0007](I)等待，直至tjs_tQ≥T1滿足，進入步驟⑵；其中，t0為故障發(fā)生時刻，T1為故障發(fā)生后斷路器跳閘所需的最小時間寬度，tJs為當(dāng)前時刻；[0008](2)設(shè)置故障距離的迭代初值Itl,迭代次數(shù)n的初值為O ;[0009](3)將與保護安裝處距離為Itl的點作為虛擬故障點，并建立保護安裝處到虛擬故障點這段線路的n型等值電路；計算所述η型等值電路中流過R-L模型部分的三個相電流值；[0010](4)計算IcrT3到&時間段內(nèi)的每個采樣時刻的故障點電壓值；其中，1為預(yù)先設(shè)定的時間寬度，T3≤[0011](5)將每個采樣時刻的輸電線路的電壓采樣值、步驟(3)中計算的型等值電路中R-L模型部分的三個相電流值、以及步驟(4)中計算的故障點電壓值均通過相同的低通濾波器處理，得到新電壓采樣值、新相電流值和新故障點電壓值；[0012](6)將步驟(5)中得到的新電壓采樣值、新相電流值和新故障點電壓值帶入距離保護微分方程，通過最小二乘法求得新的故障距離I1 ；
[0013]所述距離保護微分方程為u (t) -Ufl (t) = I X Λ u (t) +if (t) X Rg ；
[0014]其中，I為故障距離，Rg為過渡電阻；
[0015]對于相間故障，u(t)為兩個故障相t時刻的新電壓采樣值之間的差值，Ufl (t)為兩個故障相t時刻新故障點電壓值已知部分之間的差值，Au(t)為兩個故障相的輸電線路單位長度的電壓降之間的差值，if (t)為t時刻故障相中任一相的新相電流值；
[0016]對于單相接地故障，u(t)、Ufl (t)和Au的分別為故障相t時刻的新電壓采樣值、新故障點電壓值的已知部分和輸電線路單位長度的電壓降，if(t)為三相新相電流值之和的三分之一；
[0017](7)如果η≤N，令I(lǐng)。= I1A = η+1，轉(zhuǎn)到步驟(3)，其中N為預(yù)先設(shè)定的迭代次數(shù)
整定值；
[0018]如果η > N，選取長度為T2的時間段；計算tjs_T2到tjs時間段內(nèi)故障距離的離散度E ;
[0019](8)如果E ( Ed, I1即為計算得到的保護安裝處到故障點的距離值；判斷Iz < Iset是否成立，若是，則表明保護范圍內(nèi)發(fā)生故障發(fā)出跳閘信號，轉(zhuǎn)到步驟(10);若否，則表明保護范圍外發(fā)生故障，轉(zhuǎn)到步驟(10);其中，Ed為預(yù)先設(shè)定的故障距離的離散度整定值；lset為預(yù)先設(shè)定的線路長度整定值；
[0020]如果E > Ed,進入步驟(9)；
[0021](9)如果Tmd，更新tjs至下一個采樣數(shù)據(jù)時刻，轉(zhuǎn)到步驟⑵；其中T-為預(yù)先設(shè)定的全部迭代計算結(jié)束的最大時間寬度；
[0022]如果tJs_t。≥ Tend，進入步驟(10)；
[0023](10)結(jié)束。
[0024]進一步的，步驟(7)中離散度E的計算方法為:
[0025]取tjs_T2到tjs時間段內(nèi)故障距離的最大值Imax和最小值lmin，則由公式
【權(quán)利要求】
1.一種串聯(lián)電容補償輸電線路距離保護方法，其特征在于，包括:實時采集輸電線路的電壓和電流，獲得每個采樣時刻輸電線路保護安裝處的電壓采樣值和電流采樣值；同時進行輸電線路故障檢測，若輸電線路發(fā)生故障，則進行如下操作: (1)等待，直至^T1滿足，進入步驟(2);其中，t0為故障發(fā)生時刻，T1為故障發(fā)生后斷路器跳閘所需的最小時間寬度，tJS為當(dāng)前時刻； (2)設(shè)置故障距離的迭代初值Itl，迭代次數(shù)η的初值為O; (3)將與保護安裝處距離為Itl的點作為虛擬故障點，并建立保護安裝處到虛擬故障點這段線路的η型等值電路；計算所述η型等值電路中流過R-L模型部分的三個相電流值； (4)計算Itl-T3到&時間段內(nèi)的每個采樣時刻的故障點電壓值；其中，T3為預(yù)先設(shè)定的時間寬度，K tQ; (5)將每個采樣時刻的輸電線路的電壓采樣值、步驟(3)中計算的π型等值電路中R-L模型部分的三個相電流值、以及步驟(4)中計算的故障點電壓值均通過相同的低通濾波器處理，得到新電壓采樣值、新相電流值和新故障點電壓值； (6)將步驟(5)中得到的新電壓采樣值、新相電流值和新故障點電壓值帶入距離保護微分方程，通過最小二乘法求得新的故障距離I1 ； 所述距離保護微分方程為u (t)-Ufl (t) = IX Au(t)+if (t) XRg ； 其中，I為故障距離，Rg為過渡電阻； 對于相間故障，u(t)為兩個故障相t時刻的新電壓采樣值之間的差值，ufl (t)為兩個故障相t時刻新故障點電壓值已知部分之間的差值，Au(t)為兩個故障相的輸電線路單位長度的電壓降之間的差值，if (t)為t時刻故障相中任一相的新相電流值； 對于單相接地故障，u(t)、ufl (t)和Au的分別為故障相t時刻的新電壓采樣值、新故障點電壓值的已知部分和輸電線路單位長度的電壓降，if(t)為三相新相電流值之和的三分之一; (7)如果η≥N，令I(lǐng)tl=I1, η=η+1，轉(zhuǎn)到步驟(3)，其中N為預(yù)先設(shè)定的迭代次數(shù)整定值； 如果η > N，選取長度為T2的時間段；計算T2到時間段內(nèi)故障距離的離散度E ； (8)如果E( Ed, I1即為計算得到的保護安裝處到故障點的距離值；判斷I1 < Iset是否成立，若是，則表明保護范圍內(nèi)發(fā)生故障發(fā)出跳閘信號，轉(zhuǎn)到步驟(10);若否，則表明保護范圍外發(fā)生故障，轉(zhuǎn)到步驟(10);其中，Ed為預(yù)先設(shè)定的故障距離的離散度整定值；Isrt為預(yù)先設(shè)定的線路長度整定值； 如果E > Ed，進入步驟(9)； O)如果ItlCTmd，更新至下一個采樣數(shù)據(jù)時刻，轉(zhuǎn)到步驟⑵；其中Tmd為預(yù)先設(shè)定的全部迭代計算結(jié)束的最大時間寬度； 如果tjS-tQ≤Tend,進入步驟(10)； (10)結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)電容補償輸電線路距離保護方法，其特征在于，步驟(7)中離散度E的計算方法為: 取t>_T2到時間段內(nèi)故障距離的最大值Imax和最小值lmin，則由公式
【文檔編號】H02H7/26GK103606906SQ201310487295
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】文明浩, 尹項根, 朱曉彤, 謝華, 馬以文, 趙志偉 申請人:華中科技大學(xué), 南京南瑞繼保電氣有限公司, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)四川省電力公司