CN103094889A - 一种基于附加阻抗实测修正的线路单相接地故障阻抗距离保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于附加阻抗实测修正的线路单相接地故障阻抗距离保护方法。本发明方法首先利用保护测量到的故障相电气量计算因过渡电阻引起的附加阻抗，采用实测的附加阻抗对传统接地阻抗距离保护的故障阻抗计算结果进行修正，得到反应真实故障距离的故障阻抗z_relay，保护装置判断动作方程|z_relay-0.5(z_set1+z_set2)|＜|0.5(z_set1-z_set2)|是否成立，若成立，则保护发动作跳闸信号；其中，z_set1、z_set2分别为正、反方向整定阻抗。本发明方法实现了因过渡电阻引起附加阻抗的精确测量，进而利用实测的附加阻抗对传统接地阻抗距离保护的故障阻抗计算结果进行修正，得到反应真实故障距离的故障阻抗，消除了因过渡电阻引起附加阻抗对阻抗距离保护动作性能的影响，适用于输电线路单相接地故障阻抗距离保护。

Description

一种基于附加阻抗实测修正的线路单相接地故障阻抗距离保护方法

技术领域

本发明涉及电力系统阻抗距离保护技术领域，特别是一种基于附加阻抗实测修正的线路单相接地故障阻抗距离保护方法。

背景技术

传统接地阻抗距离保护测量故障阻抗z_relay的计算式为

，由于 

，因此

，即传统接地阻抗距离保护测量故障阻抗z_relay的计算结果由两部分组成，一部分为反应真实故障距离的故障阻抗xz₁，另一部分为因过渡电阻引起的附加阻抗。上述式中，

为接地故障相电压；

为接地故障点电压；为接地故障相电流；为零序电流；φ为接地故障相：A相、B相、C相；z₁为单位长度输电线路正序阻抗；z₀为单位长度输电线路零序阻抗；R_f为过渡电阻；为接地故障点对地电流；x为输电线路保护安装处到单相接地故障点的故障距离。

过渡电阻产生的附加阻抗会引起阻抗距离保护的拒动或误动，保护拒动会使故障不能及时与电网隔离，对电网稳定运行不利；保护误动则导致故障范围扩大，甚至导致电网潮流大转移，进而引发电网大面积停电事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供了一种能克服因过渡电阻引起附加阻抗对阻抗距离保护动作性能的影响，同时实现因过渡电阻引起附加阻抗的精确测量的一种基于附加阻抗实测修正的线路单相接地故障阻抗距离保护方法。

为完成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于附加阻抗实测修正的线路单相接地故障阻抗距离保护方法，其步骤如下：

（1）保护装置测量输电线路保护安装处的接地故障相电压

、接地故障相电流、接地故障相负序电流和零序电流

；其中，φ为接地故障相：A相、B相、C相。

（2）保护装置利用测量到的故障相电气量计算附加阻抗Δz：

$\mathrm{\Δz}=\frac{\mathrm{Re}\left({\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{\φ}}\right)\mathrm{Im}\left[z_1({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0)\right]-\mathrm{Im}\left({\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{\φ}}\right)\mathrm{Re}\left[z_1({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0)\right]}{\mathrm{Im}\left[z_1({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0)\right]\cos \mathrm{\α}-\mathrm{Re}\left[z_1\left({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0\right)\right]\sin \mathrm{\α}}\×\frac{\cos \mathrm{\α}+j\sin \mathrm{\α}}{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0}$

其中，为接地故障相电压；

为接地故障相电流；

为零序电流；

为接地故障相负序电流；φ为接地故障相：A相、B相、C相；z₁为单位长度输电线路正序阻抗；z₀为单位长度输电线路零序阻抗；

；

为接地故障相电压

的实部；

为接地故障相电压的虚部；

为

的虚部；

为的实部。

（3）计算故障阻抗 $z_{\mathrm{relay}}=\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{\φ}}}{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0}-\mathrm{\Δz}$ 。

（4）保护装置判断动作方程|z_relay-0.5(z_set1+z_set2)|＜|0.5(z_set1-z_set2)|是否成立，若成立，则保护发动作跳闸信号；其中，z_set1、z_set2分别为正、反方向整定阻抗。

本发明与现有技术相比较，具有以下积极成果：

本发明方法实现了因过渡电阻引起附加阻抗的精确测量，进而利用实测的附加阻抗对传统接地阻抗距离保护的故障阻抗计算结果进行修正，得到反应真实故障距离的故障阻抗，消除了因过渡电阻引起附加阻抗对阻抗距离保护动作性能的影响，本发明方法适用于输电线路单相接地故障阻抗距离保护。

附图说明

图1为应用本发明的线路输电系统示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细表述。

如图1，保护装置测量输电线路保护安装处的接地故障相电压

、接地故障相电流、接地故障相负序电流

和零序电流

；其中，φ为接地故障相：A相、B相、C相。

保护装置利用测量到的故障相电气量计算附加阻抗Δz：

$\mathrm{\Δz}=\frac{\mathrm{Re}\left({\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{\φ}}\right)\mathrm{Im}\left[z_1({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0)\right]-\mathrm{Im}\left({\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{\φ}}\right)\mathrm{Re}\left[z_1({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0)\right]}{\mathrm{Im}\left[z_1({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0)\right]\cos \mathrm{\α}-\mathrm{Re}\left[z_1\left({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0\right)\right]\sin \mathrm{\α}}\×\frac{\cos \mathrm{\α}+j\sin \mathrm{\α}}{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0}$

其中，

为接地故障相电压；

为接地故障相电流；

为零序电流；

为接地故障相负序电流；φ为接地故障相：A相、B相、C相；z₁为单位长度输电线路正序阻抗；z₀为单位长度输电线路零序阻抗；

；

为接地故障相电压

的实部；

为接地故障相电压

的虚部；

为

的虚部；

为

的实部。

利用实测的附加阻抗对传统接地阻抗距离保护的故障阻抗计算结果进行修正，得到反应真实故障距离的故障阻抗 $z_{\mathrm{relay}}=\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{\φ}}}{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0}-\mathrm{\Δz}$ 。

保护装置判断动作方程|z_relay-0.5(z_set1+z_set2)|＜|0.5(z_set1-z_set2)|是否成立，若成立，则保护发动作跳闸信号；其中，z_set1、z_set2分别为正、反方向整定阻抗。

本发明方法实现了因过渡电阻引起附加阻抗的精确测量，进而利用实测的附加阻抗对传统接地阻抗距离保护的故障阻抗计算结果进行修正，得到反应真实故障距离的故障阻抗，消除了因过渡电阻引起附加阻抗对保护动作性能的影响，适用于输电线路单相接地故障阻抗距离保护。

以上所述仅为本发明的较佳具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于附加阻抗实测修正的线路单相接地故障阻抗距离保护方法，其特征在于：步骤如下：

（1）保护装置测量输电线路保护安装处的接地故障相电压

、接地故障相电流

、接地故障相负序电流

和零序电流

；其中，φ为接地故障相：A相、B相、C相，

（2）保护装置利用测量到的故障相电气量计算附加阻抗Δz：

$\mathrm{\Δz}=\frac{\mathrm{Re}\left({\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{\φ}}\right)\mathrm{Im}\left[z_1({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0)\right]-\mathrm{Im}\left({\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{\φ}}\right)\mathrm{Re}\left[z_1({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0)\right]}{\mathrm{Im}\left[z_1({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0)\right]\cos \mathrm{\α}-\mathrm{Re}\left[z_1\left({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0\right)\right]\sin \mathrm{\α}}\×\frac{\cos \mathrm{\α}+j\sin \mathrm{\α}}{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0}$

其中，

为接地故障相电压；

为接地故障相电流；

为零序电流；

为接地故障相负序电流；φ为接地故障相：A相、B相、C相；z₁为单位长度输电线路正序阻抗；z₀为单位长度输电线路零序阻抗；

；

为接地故障相电压

的实部；

为接地故障相电压的虚部；

为

的虚部；为

的实部，

（3）计算故障阻抗 $z_{\mathrm{relay}}=\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{\φ}}}{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{.}{I}}_0}-\mathrm{\Δz}$ ，

（4）保护装置判断动作方程|z_relay-0.5(z_set1+z_set2)|＜|0.5(z_set1-z_set2)|是否成立，若成立，则保护发动作跳闸信号；其中，z_set1、z_set2分别为正、反方向整定阻抗。

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