CN101325332B - 与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件实现方法 - Google Patents

与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件实现方法 Download PDF

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张忠理
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Abstract

本发明公开了一种与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件的实现方法，高压/超高压/特高压输电线路发生接地故障时，测量保护安装处的电流、电压、突变量电流，故障点到保护安装处的距离为x，故障点的电压为Uf，接地电流为If，保护测得突变量电流。因为是电阻性接地，所以有故障点的电压Uf和接地电流If同相位；又因为突变量电流和接地电流If相位角相同，所以得出故障点的电压Uf和突变量电流相位角度相同。其中：把和Uf变成复数形式，由于两者相位角度相同，得到ΔIf的虚部和实部之比等于Uf的虚部和实部之比，即有以下等式：，由此解算出计算得到如下与负荷电流和接地电阻无关的故障距离x，，并用上式构成距离保护阻抗测量元件。理论分析和仿真结果都显示所提原理具有很高的实用性和计算精度。

Description

与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件实现方法
技术领域
本发明属于电力系统领域，涉及继电保护的方法，更具体地涉及到线路接地距离测量元件的实现方法。
背景技术
输电线路是电力系统发电、输送电等的基本设备，在电力系统中占有非常重要的地位。输电线路故障时，若不能及时切除或误切除，则对主系统影响较大，容易造成电网解列，以及变压器越级跳闸等重大事故。高压线路保护担负输送电的重要任务，是电力系统的重要枢纽。它们造价极为昂贵，一旦因故障而遭到损坏，检修难度大、时间长，对国民经济造成的直接和间接损失十分巨大。这样就对高压线/超高压/特高压路保护装置的选择性、快速性、可靠性、灵敏性提出了更高的要求。距离保护是根据测量阻抗的大小来反映故障点的远近，其性能基本上不受系统运行方式的影响，在复杂电网中都可以有选择性的切除故障，而且具有足够的灵敏性和快速性，所以距离保护一直是高压线路保护的主要保护方式。
在高压/超高压/特高压线路上，过度电阻和负荷电流对阻抗计算有很大的影响，过度电阻可使得测量阻抗发生变化，距离计算可能不准，可能缩短或者超范围，或者方向相反。本发明针对目前高压/超高压/特高压线路负荷电流和接地电阻对接地距离测量元件的影响，提出了一种新的距离测量元件的实现方法，该方法可较好的解决负荷电流和接地电阻对接地距离保护的影响。试验结果表面该算法确实较好的消除负荷电流和接地电阻对接地距离保护的影响。
发明内容
对于高压/超高压/特高压线路，负荷电流和接地电阻对接地距离保护的影响是多方面的，导致距离保护可能会误动作或拒动作。为了克服上述现有技术中的不足，本发明提出如下技术方案：
一种在电力系统的高压或超高压或特高压输电线路中与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件的实现方法，该方法包括如下内容：
输电线路保护装置对保护装置安装处输电线路互感器的电压、电流波形采样得到电压、电流瞬时值；
通过傅氏算法求出保护安装处各相的电流相量
Figure G2008101173892D00021
电压相量突变量电流
Figure G2008101173892D00023
零序电流I0的相量形式，其中，
Figure G2008101173892D00024
通过下式计算故障处的电压值相量Uf：
Figure G2008101173892D00027
其中，Z1为每公里正序阻抗，x为故障点至保护安装处的距离，k为零序补偿系数；
电阻性接地时，故障处的电压和接地电流、保护安装处测得突变量电流
Figure G2008101173892D00028
同相位，如下式所示：
Figure G2008101173892D000210
根据上式可以计算得到与负荷电流和接地电阻无关的故障距离：
Figure G2008101173892D000212
其中，Z1为每公里正序阻抗，k为零序补偿系数。
该方法可较好的解决负荷电流和接地电阻对接地距离保护的影响。试验结果表面该算法确实较好的消除负荷电流和接地电阻对接地距离保护的影响。
附图说明
图1所示为接地线路故障示意图。
具体实施方式
下面根据说明书附图结合具体实施方式对本发明的技术方案进一步详细表述。
本发明公开了一种与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件，高压/超高压/特高压输电线路发生接地故障时，(如图1所示)保护安装处的电流为
Figure G2008101173892D000213
电压为
Figure G2008101173892D000214
故障处的距离为x，故障处的电压为Uf，接地电流为If，保护测得突变量电流
Figure G2008101173892D000215
因为是电阻性接地，所以有Uf和If同相位；因为和If相位角相同，所以得出Uf和相位角度相同。
Figure G2008101173892D00031
把
Figure G2008101173892D00032
和Uf变成复数形式，由于两者相位角度相同，得到ΔIf的虚部和实部之比等于Uf的虚部和实部之比，即
Figure G2008101173892D00033
由此解算出
Figure G2008101173892D00034
x即为接地故障时的故障距离，故障阻抗为：
Z＝xZ1
由于此方程本身与负荷电流和接地电阻无关，因此可以作为距离保护阻抗测量元件。理论分析和仿真结果都显示所提原理具有很高的实用性和计算精度。

Claims (3)

1.一种在电力系统的高压、超高压、特高压输电线路中与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件的实现方法，该方法如下：
输电线路保护装置对保护装置安装处输电线路互感器的电压、电流波形采样得到电压、电流瞬时值；
通过傅氏算法求出保护装置安装处各相的电流相量
Figure F2008101173892C00011
电压相量
Figure F2008101173892C00012
突变量电流
Figure F2008101173892C00013
接地故障零序电流I0的相量形式；
根据下式得到接地故障点至保护装置安装处的距离x：
Figure F2008101173892C00014
其中，Z1为每公里正序阻抗，k为零序补偿系数。
2.根据权利要求1所述的接地距离测量元件的实现方法，其特征为，该方法与负荷电流和接地电阻无关。
3.根据权利要求1所述的接地距离测量元件的实现方法，其特征为，该方法用于接地距离保护时能够在重负荷高电阻故障的条件下准确测量故障距离。
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