CN103311909B

CN103311909B - 利用正序突变量和零序分量实现线路单相接地故障电压保护方法

Info

Publication number: CN103311909B
Application number: CN201310185034.8A
Authority: CN
Inventors: 林富洪; 曾惠敏
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Fujian Electric Power Co Ltd; Maintenance Branch of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd; Putian Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Fujian Electric Power Co Ltd; Maintenance Branch of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd; Putian Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority date: 2013-05-19
Filing date: 2013-05-19
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2033-05-19
Also published as: CN103311909A

Abstract

本发明公开了一种利用正序突变量和零序分量实现线路单相接地故障电压保护方法。本发明方法利用故障相正序电流突变量和零序电流计算方向系数，计算输电线路保护整定范围处的等效正序电压突变量，计算输电线路保护整定范围处的零序电压，利用输电线路保护整定范围处的零序电压、等效正序电压突变量和方向系数构成输电线路单相接地故障的电压保护判据。本发明方法利用输电线路沿线零序电压和正序电压突变量的分布特性实现输电线路单相接地故障的继电保护，原理上消除了过渡电阻对保护动作性能的影响，动作性能不受负荷电流和故障位置的影响，适用于输电线路单相接地故障后的两周波时间内的继电保护。

Description

利用正序突变量和零序分量实现线路单相接地故障电压保护方法

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体地说是涉及一种利用正序突变量和零序分量实现线路单相接地故障电压保护方法。

背景技术

工频变化量距离保护通过反应工作电压幅值突变量构成距离保护，该方法具有受电力系统运行方式影响小和抗过渡电阻能力强等优势。但由于该方法所采用的工作电压幅值突变量仅在故障初期存在，无法用作超/特高压交流输电线路的后备保护。

阻抗距离保护根据测量阻抗大小反映故障距离长度以区分故障点位于保护区内或是位于保护区外。阻抗距离保护由于受电力系统运行方式和结构变化影响小，用于计算测量阻抗的电气量为全故障分量，适用于整个故障过程。因此，阻抗距离保护既可用于高压输电线路主保护，也可用作超/特高压交流输电线路的后备保护。然而，阻抗距离保护动作性能受过渡电阻影响严重，主要表现为若过渡电阻产生的附加阻抗呈阻感性容易造成输电线路保护区内故障时阻抗距离保护拒动；若过渡电阻产生的附加阻抗呈阻容性容易造成输电线路保护区外故障时阻抗距离保护动作产生超越。

超/特压交流输电线路往往也是重负荷输电线路，重负荷电流会使阻抗距离保护误动或拒动，重负荷电流对阻抗距离保护动作性能的影响不能忽略。过负荷输电情况下输电线路无故障，传统距离保护的测量阻抗由于受过负荷电流影响会严重偏离实际测量阻抗，容易导致传统距离保护误动作而引起电网停电范围扩大，甚至造成负荷大转移威胁其他输电线路正常运行，给电网安全带来巨大安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种动作性能不受过渡电阻、故障位置和负荷电流影响的利用正序突变量和零序分量实现线路单相接地故障电压保护方法。

利用正序突变量和零序分量实现线路单相接地故障电压保护方法，其特征在于，包括如下依序步骤：

（1）保护装置测量输电线路保护安装处的故障相正序电压突变量、故障相正序电流突变量、零序电压和零序电流；其中，φ=A相、B相、C相；

（2）保护装置判断

\frac{Re (Δ {\dot{I}}_{φ 1}) Re ({\dot{I}}_{0}) + Im (Δ {\dot{I}}_{φ 1}) Im ({\dot{I}}_{0})}{| Re (Δ {\dot{I}}_{φ 1}) Re ({\dot{I}}_{0}) + Im (Δ {\dot{I}}_{φ 1}) Im ({\dot{I}}_{0})} | {\dot{U}}_{0} - x_{set} z_{0} {\dot{I}}_{0} | > | Δ {\dot{U}}_{φ 1} - x_{set} z_{1} Δ {\dot{I}}_{φ 1} | | \frac{z_{0}}{z_{1} + z_{0}} |

是否成立，若成立，则保护装置发出动作跳闸信号，跳开φ相输电线路两端的断路器；其中，φ=A相、B相、C相；x_set为输电线路保护整定范围；、分别为故障相正序电流突变量的实部、虚部；、分别为零序电流的实部、虚部；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。

本发明与现有技术相比较，具有以下积极成果：

本发明方法利用故障相正序电流突变量和零序电流计算方向系数，计算输电线路保护整定范围处的等效正序电压突变量，计算输电线路保护整定范围处的零序电压，利用输电线路保护整定范围处的零序电压、等效正序电压突变量和方向系数构成输电线路单相接地故障的电压保护判据。本发明方法利用输电线路沿线零序电压和正序电压突变量的分布特性实现输电线路单相接地故障的继电保护，原理上消除了过渡电阻对保护动作性能的影响，动作性能不受负荷电流和故障位置的影响，适用于输电线路单相接地故障后的两周波时间内的继电保护。

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

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细表述。

图1为应用本发明的线路输电系统示意图。图1中CVT为电压互感器、CT为电流互感器。保护装置对输电线路保护安装处的电压互感器CVT的电压和电流互感器CT的电流波形进行采样得到电压、电流瞬时值，然后保护装置对其采集到的电压、电流瞬时值利用傅里叶算法计算输电线路保护安装处的故障相正序电压突变量、故障相正序电流突变量、零序电压和零序电流；其中，φ=A相、B相、C相。

保护装置利用故障相正序电流突变量和零序电流计算方向系数；其中，、分别为故障相正序电流突变量的实部、虚部；、分别为零序电流的实部、虚部；φ=A相、B相、C相。

保护装置计算输电线路保护整定范围处的零序电压；其中，x_set为输电线路保护整定范围。

保护装置计算输电线路保护整定范围处的等效正序电压突变量；其中，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；φ=A相、B相、C相；x_set为输电线路保护整定范围。

保护装置判断

\frac{Re (Δ {\dot{I}}_{φ 1}) Re ({\dot{I}}_{0}) + Im (Δ {\dot{I}}_{φ 1}) Im ({\dot{I}}_{0})}{| Re (Δ {\dot{I}}_{φ 1}) Re ({\dot{I}}_{0}) + Im (Δ {\dot{I}}_{φ 1}) Im ({\dot{I}}_{0})} | {\dot{U}}_{0} - x_{set} z_{0} {\dot{I}}_{0} | > | Δ {\dot{U}}_{φ 1} - x_{set} z_{1} Δ {\dot{I}}_{φ 1} | | \frac{z_{0}}{z_{1} + z_{0}} |

是否成立，若成立，则保护装置发出动作跳闸信号，跳开φ相输电线路两端的断路器；其中，φ=A相、B相、C相。

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.利用正序突变量和零序分量实现线路单相接地故障电压保护方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)保护装置对输电线路保护安装处的电压互感器CVT的电压和电流互感器CT的电流波形进行采样得到电压、电流瞬时值，然后保护装置对其采集到的电压、电流瞬时值利用傅里叶算法计算输电线路保护安装处的故障相正序电压突变量故障相正序电流突变量零序电压和零序电流其中，φ＝A相、B相、C相；

(2)保护装置判断

\frac{Re (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{φ 1}) Re ({\overset{\cdot}{I}}_{0}) + Im (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{φ 1}) Im ({\overset{\cdot}{I}}_{0})}{| Re (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{φ 1}) Re ({\overset{\cdot}{I}}_{0}) + Im (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{φ 1}) Im ({\overset{\cdot}{I}}_{0}) |} | {\overset{\cdot}{U}}_{0} - x_{s e t} z_{0} {\overset{\cdot}{I}}_{0} | > | Δ {\overset{\cdot}{U}}_{φ 1} - x_{s e t} z_{1} Δ {\overset{\cdot}{I}}_{φ 1} || \frac{z_{0}}{z_{1} + z_{0}} |

是否成立，若成立，则保护装置发出动作跳闸信号，跳开φ相输电线路两端的断路器；其中，φ＝A相、B相、C相；x_set为输电线路保护整定范围；分别为故障相正序电流突变量的实部、虚部；分别为零序电流的实部、虚部；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。