CN103762572A

CN103762572A - 基于方向系数的输电线路工频变化量电流差动保护方法

Info

Publication number: CN103762572A
Application number: CN201410053959.1A
Authority: CN
Inventors: 林富洪
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; 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; Putian Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2014-04-30

Abstract

本发明公开了一种基于方向系数的输电线路工频变化量电流差动保护方法，它通过计算输电线路两端变电站电流工频变化量的比值的实部，利用该两端变电站电流工频变化量的比值的实部除以该两端变电站电流工频变化量的比值的实部的绝对值得到方向系数，利用方向系数、差动电流和制动电流、电流设定值构成输电线路工频变化量电流差动保护判据。本发明方法动作性能不受电流互感器饱和的影响，输电线路保护区内故障时和保护区外故障时都能可靠正确响应，消除了正常不平衡电流的影响，使动作性能不受负荷电流和过渡电阻的影响，具有很高的动作灵敏度、很强的耐高阻和抗负荷电流影响的能力。

Description

基于方向系数的输电线路工频变化量电流差动保护方法

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基于方向系数的输电线路工频变化量电流差动保护方法。

背景技术

由于不受电力系统运行方式和电网结构影响且具有天然的选相功能，电流差动保护一直是各种电压等级输电线路的主保护。在220kV及以下电压等级输电线路中，由于输电线路沿线分布电容电流很小，分布电容对电流差动保护动作性能的影响很小。超/特高压输电线路的电压、电流传输具有明显的波过程，沿线分布电容电流很大，分布电容电流和电流互感器传变误差会引起很大的不平衡电流。为了防止电流差动保护误动作，需设定很高的电流门槛值以躲过不平衡电流，电流门槛值设定的很高又会导致电流差动保护启动电流大，引起电流差动保护灵敏度不足，使得传统电流差动保护无法应用在超/特高压输电线路上。

当输电线路故障点靠近电流互感器安装处时，由于故障电流很大，电流互感器容易饱和，电流互感器饱和会引起输电线路保护区外故障时电流差动保护误动作，电流互感器饱和会引起输电线路保护区内故障时电流差动保护拒动作。

当输电线路发生高阻接地故障时，受故障电阻影响，电流故障分量很小，甚至电流故障分量会小于负荷电流，使得动作电流小于制动电流，导致稳态基频电流分量差动保护拒动作，无法及时将故障线路与电网隔离开来，影响电网稳定运行。因此，研究一种动作性能不受过渡电阻、负荷电流和电流互感器饱和、不平衡电流影响的输电线路电流差动保护方法新方法具有十分重要的工程实践意义。

发明内容

本发明提供了一种基于方向系数的输电线路工频变化量电流差动保护方法，其克服了背景技术中所述的现有技术中的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：

基于方向系数的输电线路工频变化量电流差动保护方法，其特征在于，包括如下依序步骤：

步骤1，保护装置测量输电线路在m变电站保护安装处的A相电流工频变化量

B相电流工频变化量C相电流工频变化量

测量输电线路在n变电站保护安装处的A相电流工频变化量

B相电流工频变化量

C相电流工频变化量

步骤2，保护装置判断

\frac{Re (Δ {\dot{I}}_{mA}) Re (Δ {\dot{I}}_{nA}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mA}) Im (Δ {\dot{I}}_{nA})}{| Re (Δ {\dot{I}}_{mA}) Re (Δ {\dot{I}}_{nA}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mA}) Im (Δ {\dot{I}}_{nA}) |} \frac{| Δ {\dot{I}}_{mA} + Δ {\dot{I}}_{nA} |}{| Δ {\dot{I}}_{mA} - Δ {\dot{I}}_{nA} |} > I_{set}

是否成立，若成立，则保护装置向A相输电线路两端的断路器发送跳闸信号，跳开A相输电线路两端的断路器，其中：I_set为电流设定值，

分别为

的实部、虚部，

分别为的实部、虚部；

步骤3，保护装置判断

\frac{Re (Δ {\dot{I}}_{mB}) Re (Δ {\dot{I}}_{nB}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mB}) Im (Δ {\dot{I}}_{nB})}{| Re (Δ {\dot{I}}_{mB}) Re (Δ {\dot{I}}_{nB}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mB}) Im (Δ {\dot{I}}_{nB}) |} \frac{| Δ {\dot{I}}_{mB} + Δ {\dot{I}}_{nB} |}{| Δ {\dot{I}}_{mB} - Δ {\dot{I}}_{nB} |} > I_{set}

是否成立，若成立，则保护装置向B相输电线路两端的断路器发送跳闸信号，跳开B相输电线路两端的断路器，其中：I_set为电流设定值，分别为

的实部、虚部，

分别为

的实部、虚部；

步骤4，保护装置判断

\frac{Re (Δ {\dot{I}}_{mC}) Re (Δ {\dot{I}}_{nC}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mC}) Im (Δ {\dot{I}}_{nC})}{| Re (Δ {\dot{I}}_{mC}) Re (Δ {\dot{I}}_{nC}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mC}) Im (Δ {\dot{I}}_{nC}) |} \frac{| Δ {\dot{I}}_{mC} + Δ {\dot{I}}_{nC} |}{| Δ {\dot{I}}_{mC} - Δ {\dot{I}}_{nC} |} > I_{set}

是否成立，若成立，则保护装置向C相输电线路两端的断路器发送跳闸信号，跳开C相输电线路两端的断路器，其中：I_set为电流设定值，分别为

的实部、虚部，

分别为

的实部、虚部。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

本发明方法的动作性能不受不平衡电流的影响，具有很高的动作灵敏度。无论电流互感器是否发生饱和，输电线路保护区内故障时本发明方法能可靠正确动作，输电线路保护区外故障时本发明方法能可靠正确闭锁，动作性能不受电流互感器饱和的影响。本发明方法采用电流工频变化量构成电流差动保护判据，动作性能不受负荷电流和过渡电阻的影响，具有很强的耐高阻和抗负荷电流影响的能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为应用本发明的线路输电系统示意图。

具体实施方式

请查阅图1，图1为应用本发明的线路输电系统示意图，保护装置1通过电流互感器2测量输电线路在m变电站保护安装处的A相电流工频变化量B相电流工频变化量

C相电流工频变化量

保护装置1通过电流互感器3测量输电线路在n变电站保护安装处的A相电流工频变化量

B相电流工频变化量

C相电流工频变化量且电流互感器3所测量的n变电站保护安装处的A相电流工频变化量

B相电流工频变化量

C相电流工频变化量

通过光纤通讯传输至m变电站的保护装置1；

进而，保护装置1判断

\frac{Re (Δ {\dot{I}}_{mA}) Re (Δ {\dot{I}}_{nA}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mA}) Im (Δ {\dot{I}}_{nA})}{| Re (Δ {\dot{I}}_{mA}) Re (Δ {\dot{I}}_{nA}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mA}) Im (Δ {\dot{I}}_{nA}) |} \frac{| Δ {\dot{I}}_{mA} + Δ {\dot{I}}_{nA} |}{| Δ {\dot{I}}_{mA} - Δ {\dot{I}}_{nA} |} > I_{set}

是否成立，若成立，则保护装置1向A相输电线路两端的断路器发送跳闸信号，跳开A相输电线路两端的断路器，其中：I_set为电流设定值，

分别为的实部、虚部，分别为的实部、虚部，

为输电线路A相两端变电站保护安装处电流工频变化量的比值的实部除以该两端变电站电流工频变化量的比值的实部的绝对值得到的方向系数；

进而，保护装置1判断

\frac{Re (Δ {\dot{I}}_{mB}) Re (Δ {\dot{I}}_{nB}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mB}) Im (Δ {\dot{I}}_{nB})}{| Re (Δ {\dot{I}}_{mB}) Re (Δ {\dot{I}}_{nB}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mB}) Im (Δ {\dot{I}}_{nB}) |} \frac{| Δ {\dot{I}}_{mB} + Δ {\dot{I}}_{nB} |}{| Δ {\dot{I}}_{mB} - Δ {\dot{I}}_{nB} |} > I_{set}

是否成立，若成立，则保护装置1向B相输电线路两端的断路器发送跳闸信号，跳开B相输电线路两端的断路器，其中：I_set为电流设定值，

分别为的实部、虚部，

分别为

的实部、虚部，

为输电线路B相两端变电站保护安装处电流工频变化量的比值的实部除以该两端变电站电流工频变化量的比值的实部的绝对值得到的方向系数；

最后，保护装置1判断

\frac{Re (Δ {\dot{I}}_{mC}) Re (Δ {\dot{I}}_{nC}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mC}) Im (Δ {\dot{I}}_{nC})}{| Re (Δ {\dot{I}}_{mC}) Re (Δ {\dot{I}}_{nC}) + Im (Δ {\dot{I}}_{mC}) Im (Δ {\dot{I}}_{nC}) |} \frac{| Δ {\dot{I}}_{mC} + Δ {\dot{I}}_{nC} |}{| Δ {\dot{I}}_{mC} - Δ {\dot{I}}_{nC} |} > I_{set}

是否成立，若成立，则保护装置1向C相输电线路两端的断路器发送跳闸信号，跳开C相输电线路两端的断路器，其中：I_set为电流设定值，

分别为

的实部、虚部，

分别为

的实部、虚部，

为输电线路C相两端变电站保护安装处电流工频变化量的比值的实部除以该两端变电站电流工频变化量的比值的实部的绝对值得到的方向系数。

本发明方法无论电流互感器是否发生饱和，输电线路保护区内故障时本发明方法能可靠正确动作，输电线路保护区外故障时本发明方法能可靠正确闭锁，动作性能不受电流互感器饱和的影响。本发明方法采用电流工频变化量构成电流差动保护判据，消除了正常不平衡电流的影响，使动作性能不受负荷电流和过渡电阻的影响，具有很高的动作灵敏度、很强的耐高阻和抗负荷电流影响的能力。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。