基于相鄰線路零序電流實(shí)測的雙回線路非同名相跨線接地故障復(fù)合電壓保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于相鄰線路零序電流實(shí)測的雙回線路非同名相跨線接地故障復(fù)合電壓保護(hù)方法：首先測量同桿并架雙回線路I回線路保護(hù)安裝處的故障相電壓、故障相電壓突變量、故障相電流、故障相電流突變量、零序電流和兩故障相電壓，計(jì)算II回線路的零序電流相角，零序電流，計(jì)算I回線路正常運(yùn)行時(shí)的故障相電壓，然后判斷I回線路保護(hù)整定范圍處的故障相電壓突變量幅值小于I回線路正常運(yùn)行時(shí)的故障相電壓幅值是否成立，以決定是否發(fā)出動(dòng)作跳閘信號(hào)。本發(fā)明只用到單端單回線路電氣量，具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，消除了線間零序互感對(duì)保護(hù)動(dòng)作性能的影響，簡化繼電保護(hù)裝置硬件設(shè)計(jì)，保護(hù)正向出口非同名相跨線接地故障時(shí)無保護(hù)死區(qū)，保護(hù)反方向出口非同名相跨線接地故障時(shí)不誤動(dòng)作。
【專利說明】
基于相鄰線路零序電流實(shí)測的雙回線路非同名相跨線接地故 障復(fù)合電壓保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種基于相鄰線路零序 電流實(shí)測的雙回線路非同名相跨線接地故障復(fù)合電壓保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 同桿并架雙回線路具有占地面積少、造價(jià)成本低，連接電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，已成為 電力系統(tǒng)一種常見輸電線路連接方式。同桿并架雙回線路線間存在零序互感，零序互感對(duì) 零序補(bǔ)償系數(shù)產(chǎn)生影響，進(jìn)而產(chǎn)生附加阻抗，因零序互感引起的附加阻抗會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置 測量到的故障阻抗大于實(shí)際故障阻抗，造成同桿并架雙回線路保護(hù)區(qū)內(nèi)靠近保護(hù)整定范圍 處發(fā)生接地故障時(shí)，保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)作，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行不利。
[0003] 同桿并架雙回線路即使發(fā)生經(jīng)桿塔直接接地故障，在土壤電阻率較低的地區(qū)過渡 電阻也在10 Ω附近;在電阻率較高的地方過渡電阻可達(dá)30 Ω，或甚至更高。過渡電阻不為零 使得保護(hù)裝置計(jì)算得到的故障阻抗除包含反應(yīng)真實(shí)故障距離的故障阻抗分量外，還包含了 因過渡電阻而產(chǎn)生的附加阻抗。過渡電阻產(chǎn)生的附加阻抗呈阻感性或呈阻容性容易造成接 地阻抗距離保護(hù)拒動(dòng)或穩(wěn)態(tài)超越。保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，會(huì)給電力系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來重大的損 失，甚至有可能會(huì)威脅到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0004] 現(xiàn)有同桿并架雙回線路接地距離保護(hù)的動(dòng)作特性圓邊界經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，由于坐標(biāo) 原點(diǎn)位于動(dòng)作特性圓邊界上，保護(hù)正向出口接地故障時(shí)保護(hù)存在死區(qū)，且隨著過渡電阻和 負(fù)荷電流增大，保護(hù)正向出口死區(qū)越大。由于坐標(biāo)原點(diǎn)位于動(dòng)作特性圓邊界上，保護(hù)反方向 出口接地故障存在誤動(dòng)的可能，且過渡電阻越大，保護(hù)反方向出口接地故障時(shí)保護(hù)越容易 誤動(dòng)作。
[0005] 由于同桿并架雙回線路線間存在很強(qiáng)的零序互感，現(xiàn)有單相接地距離保護(hù)無法獲 取另一回線路的零序電流，算法模型中無法消除線間零序互感的影響，受線間零序互感的 影響，傳統(tǒng)單相接地距離保護(hù)應(yīng)用于同桿并架雙回線路時(shí)其保護(hù)范圍將大大擴(kuò)大，在保護(hù) 整定范圍處故障常常存在穩(wěn)態(tài)超越，使得保護(hù)區(qū)外故障時(shí)容易發(fā)生誤動(dòng)作，容易造成潮流 大轉(zhuǎn)移，引發(fā)大面積停電事故發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種保護(hù)反方向出口非同名相 跨線接地故障時(shí)不誤動(dòng)作，無需對(duì)線路故障前電壓進(jìn)行記憶，無需設(shè)置線路故障前電壓保 持回路，簡化繼電保護(hù)裝置硬件設(shè)計(jì)，動(dòng)作性能不受線間零序互感、過渡電阻和負(fù)荷電流影 響的基于相鄰線路零序電流實(shí)測的雙回線路非同名相跨線接地故障復(fù)合電壓保護(hù)方法。
[0007] 為完成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] 基于相鄰線路零序電流實(shí)測的雙回線路非同名相跨線接地故障復(fù)合電壓保護(hù)方 法，其要點(diǎn)在于，包括如下依序步驟：
[0009] (1)保護(hù)裝置測量同桿并架雙回線路I回線路保護(hù)安裝處的故障相電壓巧彡、故障 相電壓突變量八仏、故障相電流^、故障相電流突變量和零序電流iI0，測量同桿并架雙 回線路I回線路保護(hù)安裝處的兩故障相電壓其中，Φρδ = Ι回線路ACB相、I回線路 BAC相、I回線路CBA相；
[0010] (2)保護(hù)裝置計(jì)算同桿并架雙回線路II回線路的零序電流相角α:
[0011] α = π+Γ2_3?：_β
同桿并架雙回線路I回線路與同桿并架雙回線路π回線路之間的零序互感;ZIQ為同桿并架 雙回線路I回線路的零序阻抗;Ζη為同桿并架雙回線路I回線路的正序阻抗；φρδ = Ι回線路 ACB相、I回線路BAC相、I回線路CBA相；
[0013] (3)保護(hù)裝置計(jì)算同桿并架雙回線路II回線路的零序電流/迪=/K>(c〇 S? + ./Sin?);
[0014] (4)保護(hù)裝置計(jì)算同桿并架雙回線路I回線路正常運(yùn)行時(shí)的Φ相電壓
-;其中，φ ρδ = I回線路ACB相、I回線路BAC相、I回線路CBA相；
[0015] (5)保護(hù)裝置判
是 否成立，若成立，則判斷非同名相跨線接地故障點(diǎn)位于同桿并架雙回線路I回線路保護(hù)整定 范圍內(nèi)，保護(hù)裝置發(fā)出動(dòng)作跳閘信號(hào)；其中，iset為同桿并架雙回線路I回線路保護(hù)整定范 圍；1為同桿并架雙回線路I回線路長度;Z IQ為同桿并架雙回線路I回線路的零序阻抗;Zn為 同桿并架雙回線路I回線路的正序阻抗;Zm為同桿并架雙回線路I回線路與同桿并架雙回線 路II回線路之間的零序互感。
[0016] 本發(fā)明的特點(diǎn)及技術(shù)成果：
[0017] 本發(fā)明方法只用到單端單回線路電氣量，不需要引入另一回線路電氣量，動(dòng)作性 能不受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生較大改變時(shí)具有很強(qiáng)的適應(yīng)能 力。本發(fā)明方法計(jì)及線間零序互感的影響，消除了線間零序互感對(duì)保護(hù)動(dòng)作性能的影響。本 發(fā)明方法無需對(duì)線路故障前電壓進(jìn)行記憶，無需設(shè)置線路故障前電壓保持回路，簡化繼電 保護(hù)裝置硬件設(shè)計(jì)。本發(fā)明方法的動(dòng)作特性圓經(jīng)過第三象限，坐標(biāo)原點(diǎn)位于動(dòng)作特性圓內(nèi)， 保護(hù)正向出口非同名相跨線接地故障時(shí)無保護(hù)死區(qū)，保護(hù)反方向出口非同名相跨線接地故 障時(shí)不誤動(dòng)作。本發(fā)明方法動(dòng)作特性在雙回線路非同名相跨線接地故障后的兩個(gè)周波內(nèi)為 暫態(tài)動(dòng)作特性，具有很強(qiáng)的抗過渡電阻和負(fù)荷電流影響的能力。
【附圖說明】
[0018] 圖1為應(yīng)用本發(fā)明的同桿并架雙回線路輸電系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 圖1為應(yīng)用本發(fā)明的同桿并架雙回線路輸電系統(tǒng)示意圖。保護(hù)裝置測量同桿并架 雙回線路I回線路保護(hù)安裝處的故障相電壓故障相電壓突變量故障相電流 故障相電流突變量和零序電流/ 1()<測量同桿并架雙回線路I回線路保護(hù)安裝處的兩故障 相電壓<、;其中，Φ峁=I回線路ACB相、I回線路BAC相、I回線路CBA相。
[0020] 保護(hù)裝置計(jì)算同桿并架雙回線路II回線路的零序電流相角α:
[0021 ] α = π+Γ2_3?：_β

zm為同桿并架雙回線路I回線路與同桿并架雙回線路II回線路之間的零 序互感;ZIQ為同桿并架雙回線路I回線路的零序阻抗;Zn為同桿并架雙回線路I回線路的正 序阻抗。
[0023] 保護(hù)裝置計(jì)算同桿并架雙回線路II回線路的零序電流/ΙΙΘ_ = /l(,(cos?_f_./sin?j(·
[0024] 保護(hù)裝置計(jì)算同桿并架雙回線路I回線路正常運(yùn)行時(shí)的故障相電壓即Φ相電壓
;其中，φ ρδ = I回線路ACB相、I回線路BAC相、I回線路CBA相。
[0025] 若雙回線路非同名相跨線接地故障點(diǎn)位于保護(hù)整定范圍之內(nèi)，則滿足保護(hù)整定范 圍處的故障相電壓突變量幅值
反 之，若雙回線路非同名相跨線接地故障點(diǎn)位于保護(hù)整定范圍之外，則滿足保護(hù)整定范圍處 的故障相電壓突變量幅
，根據(jù) 此電壓幅值特性提出一種雙回線路非同名相跨線接地故障復(fù)合電壓保護(hù)判據(jù)如下：
[0026] 判靡
是否成立，若成 立，則判斷非同名相跨線接地故障點(diǎn)位于同桿并架雙回線路I回線路保護(hù)整定范圍內(nèi)，保護(hù) 裝置發(fā)出動(dòng)作跳閘信號(hào)。
[0027] 其中，lS(3t為同桿并架雙回線路I回線路保護(hù)整定范圍；1為同桿并架雙回線路I回 線路長度;Z IQ為同桿并架雙回線路I回線路的零序阻抗;Zn為同桿并架雙回線路I回線路的 正序阻抗;Zm為同桿并架雙回線路I回線路與同桿并架雙回線路II回線路之間的零序互感。
[0028] 本發(fā)明方法只用到單端單回線路電氣量，不需要引入另一回線路電氣量，動(dòng)作性 能不受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生較大改變時(shí)具有很強(qiáng)的適應(yīng)能 力。
[0029] 本發(fā)明方法計(jì)及線間零序互感的影響，消除了線間零序互感對(duì)保護(hù)動(dòng)作性能的影 響。
[0030] 本發(fā)明方法無需對(duì)線路故障前電壓進(jìn)行記憶，無需設(shè)置線路故障前電壓保持回 路，簡化繼電保護(hù)裝置硬件設(shè)計(jì)。
[0031] 本發(fā)明方法的動(dòng)作特性圓經(jīng)過第三象限，坐標(biāo)原點(diǎn)位于動(dòng)作特性圓內(nèi)，保護(hù)正向 出口非同名相跨線接地故障時(shí)無保護(hù)死區(qū)，保護(hù)反方向出口非同名相跨線接地故障時(shí)不誤 動(dòng)作。
[0032] 本發(fā)明方法動(dòng)作特性在雙回線路非同名相跨線接地故障后的兩個(gè)周波內(nèi)為暫態(tài) 動(dòng)作特性，具有很強(qiáng)的抗過渡電阻和負(fù)荷電流影響的能力。
[0033] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于相鄰線路零序電流實(shí)測的雙回線路非同名相跨線接地故障復(fù)合電壓保護(hù)方法， 其特征在于，包括如下依序步驟： (1) 保護(hù)裝置測量同桿并架雙回線路I回線路保護(hù)安裝處的故障相電壓&1彡、故障相電 壓突變量△&、故障相電流、故障相電流突變量Δ/￥和零序電流/IQ，測量同桿并架雙回線 路I回線路保護(hù)安裝處的兩故障相電壓其中，ρ、δ分別對(duì)應(yīng)表示為I回線路ACB 相、I回線路BAC相、I回線路CBA相； (2) 保護(hù)裝置計(jì)算同桿并架雙回線路II回線路的零序電流相角α:桿并架雙回線路I回線路與同桿并架雙回線路II回線路之間的零序互感;Ziq為同桿并架雙 回線路I回線路的零序阻抗;Z11為同桿并架雙回線路I回線路的正序阻抗； (3) 保護(hù)裝置計(jì)算同桿并架雙回線路II回線路的零序電流^ (4) 保護(hù)裝置計(jì)算同桿并架雙回線路I回線路正常運(yùn)行時(shí)的Φ相電壓：立，若成立，則判斷非同名相跨線接地故障點(diǎn)位于同桿并架雙回線路I回線路保護(hù)整定范圍 內(nèi)，保護(hù)裝置發(fā)出動(dòng)作跳閘信號(hào);其中，Iw為同桿并架雙回線路I回線路保護(hù)整定范圍；1為 同桿并架雙回線路I回線路長度。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK105896486SQ201610186405
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】陳敏, 蔡方偉, 姚志涵
【申請人】國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司