CN105552863A - 一种用于半波长输电线路的伴随阻抗保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于半波长输电线路的伴随阻抗保护方法，包括：分别获取半波长输电线路的M侧继电保护装置安装处和N侧继电保护装置安装处的三相电流及三相电压；判断M侧和N侧的启动量是否满足启动条件；根据M侧和N侧启动量满足启动条件的时间差确定故障点F；根据半波长输电线路的伴随阻抗开放半波长输电线路的继电保护动作。本发明提供的方法能够根据故障期间特性，利用时差法对故障进行定位，通过对线路两侧电压、电流进行补偿构造了伴随阻抗，正确地反映线路区内外故障，由于伴随阻抗保护有效地利用了双端量电气信息，因而在线路区内故障能够快速可靠地动作，线路区外故障不会误动，且保护具有较高的灵敏度。

Description

一种用于半波长输电线路的伴随阻抗保护方法

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，具体涉及一种用于半波长输电线路的伴随阻抗保护方法。

背景技术

半波长交流输电系统属于一种新型的输电系统，其输电距离为3000公里(50Hz)或2600公里(60Hz)。与常规交流输电相比，半波长输电具有不需要安装无功补偿设备、经济型极佳、无需装设中间开关站等优点，因而是一种极具潜力的输电方式。

在传统的输电线路上，由于距离保护原理上比较简单，求得的阻抗能正确反映线路故障后的特征，在故障后能快速可靠动作，因此在输电线路中作为一种快速保护得到广泛应用。

然而半波长输电线路输电距离极长，分布电容大且线路上不安装无功补偿设备，线路沿线电压变化极大，根据常规的距离保护原理求得的阻抗已完全不能反映线路故障特征，由此构成的距离保护在线路区内外发生故障不能正确动作，因此现有常规的距离保护已不能适用于半波长输电线路。

发明内容

本发明提供一种用于半波长输电线路的伴随阻抗保护方法，其目的是根据故障期间特性，利用时差法对故障进行定位，通过对线路两侧电压、电流进行补偿构造了伴随阻抗，能够正确地反映线路区内外故障，由于伴随阻抗保护有效地利用了双端量电气信息，因而在线路区内故障能够快速可靠地动作，线路区外故障不会误动，且保护具有较高的灵敏度。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种用于半波长输电线路的伴随阻抗保护方法，其改进之处在于，包括：

(1)分别获取半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的三相电流及三相电压，其中，所述继电保护装置安装处M与所述继电保护装置安装处N互为对侧；

(2)判断所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的启动量是否满足启动条件，若是，则执行步骤(3)，若否，则结束操作；

(3)根据所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的启动量满足启动条件的时间差确定故障点F；

(4)分别确定所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的补偿电流及补偿电压；

(5)确定所述半波长输电线路的伴随阻抗；

(6)由所述半波长输电线路的稳态量阻抗和变化量阻抗组成所述半波长输电线路的伴随阻抗，根据所述半波长输电线路的伴随阻抗开放所述半波长输电线路的继电保护动作。

优选的，所述步骤(2)中，所述半波长输电线路的M侧继电保护装置安装处的启动条件公式为：

Δf_M＝(Δi_Ma-Δi_Mb)²+(Δi_Mb-Δi_Mc)²+(Δi_Mc-Δi_Ma)²＞f_Mset(1)

式(1)中，Δf_M为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的启动量，Δi_Ma为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M当前时刻A相电流与一个周波前A相电流的变化量，Δi_Mb为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M当前时刻B相电流与一个周波前B相电流的变化量，Δi_Mc为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M安装处当前时刻C相电流与一个周波前C相电流的变化量，f_Mset为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的启动量定值；

所述半波长输电线路的N侧继电保护装置安装处的启动条件公式为：

Δf_N＝(Δi_Na-Δi_Nb)²+(Δi_Nb-Δi_Nc)²+(Δi_Nc-Δi_Na)²＞f_Nset(2)

式(2)中，Δf_N为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的启动量，Δi_Na为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N当前时刻A相电流与一个周波前A相电流的变化量，Δi_Nb为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N当前时刻B相电流与一个周波前B相电流的变化量，Δi_Nc为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N继电保护装置安装处当前时刻C相电流与一个周波前C相电流的变化量，f_Nset为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的启动量定值。

优选的，所述步骤(3)中，设所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M位于所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M内侧，确定故障点F的公式为：

$x^{\′}=\frac{L+c\mathrm{\Δ}t}{2}---\left(3\right)$

式(3)中，x'为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M至所述故障点F的距离，L为所述半波长输电线路长度，c为光速，Δt为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的启动量满足启动条件的时间差，即Δt＝t_M-t_N，其中，t_M为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的启动量满足启动条件的时刻，t_N为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的启动量满足启动条件的时刻；

若0＜x'＜L，则故障发生在所述半波长输电线路区内；

若x'＞L或x'＜0，则故障发生在所述半波长输电线路区外。

优选的，所述步骤(4)中，设所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M位于所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N内侧，则确定由所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的补偿电流及补偿电压的公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_{MX}-=I_{MX}\cosh \left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)-\frac{U_{MX}}{Z_c}\sinh \left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)\\ U_{MX}-=U_{MX}\cosh \left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)-I_{MX}{Z}_{c}sinh\left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)\end{array}\right.---\left(4\right)$

式(4)中，I_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流，I_MX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的X相电流，U_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压，U_MX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的X相电压，x'为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M至所述故障点F的距离，为所述半波长输电线路的传播常数，为所述半波长输电线路的波阻抗，Y₀为所述半波长输电线路的单位长度导纳，Z₀为所述半波长输电线路的单位长度阻抗，X∈{A,B,C}，其中，当x'＞L时，x'取L，L为所述半波长输电线路长度，当x'＜0时，x'取0；

确定由所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的补偿电流及补偿电压的公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_{NX+}=I_{NX}\cosh (\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})-\frac{U_{NX}}{Z_c}\sinh (\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})\\ U_{NX+}=U_{NX}\cosh (\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})-I_{NX}{Z}_{c}sinh(\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})\end{array}\right.---\left(5\right)$

式(5)中，I_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流，I_NX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的X相电流，U_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压，U_NX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的X相电压，x'为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M至所述故障点F的距离，当x'＞L时，x'取L，L为所述半波长输电线路长度，当x'＜0时，x'取0。

优选的，所述步骤(5)中，确定所述半波长输电线路的伴随阻抗包括：

确定所述半波长输电线路的稳态量阻抗的公式为：

$Z_{X\mathrm{\Σ}}=\frac{U_{NX+}+U_{MX-}}{I_{NX+}+I_{MX-}}---\left(6\right)$

式(6)中，Z_XΣ为所述半波长输电线路的X相稳态量阻抗，I_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流，U_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压，I_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流，U_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压，X∈{A,B,C}；

确定所述半波长输电线路的变化量阻抗的公式为：

${\mathrm{\ΔZ}}_{X\mathrm{\Σ}}=\frac{{\mathrm{\ΔU}}_{NX+}+{\mathrm{\ΔU}}_{MX-}}{{\mathrm{\ΔI}}_{NX+}+{\mathrm{\ΔI}}_{MX-}}---\left(7\right)$

式(7)中，ΔZ_XΣ为所述半波长输电线路的X相变化量阻抗，ΔU_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量，ΔU_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量，ΔI_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量，ΔI_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量。

进一步的，所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量ΔU_NX+的计算公式为：

${\mathrm{\ΔU}}_{NX+}=U_{NX+}-U_{NX+}^{-T}---\left(8\right)$

式(8)中，U_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电压，X∈{A,B,C}；

所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量ΔU_MX-的计算公式为：

${\mathrm{\ΔU}}_{MX-}=U_{MX-}-U_{MX-}^{-T}---\left(9\right)$

式(9)中，U_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电压；

所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量ΔI_NX+的计算公式为：

${\mathrm{\ΔI}}_{NX+}=I_{NX+}-I_{NX+}^{-T}---\left(10\right)$

式(10)中，I_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电流；

所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量ΔI_MX-的计算公式为：

${\mathrm{\ΔI}}_{MX-}=I_{MX-}-I_{MX-}^{-T}---\left(10\right)$

式(10)中，I_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电流。

优选的，所述步骤(6)中，由所述半波长输电线路的稳态量阻抗和变化量阻抗组成所述半波长输电线路的伴随阻抗，根据所述半波长输电线路的伴随阻抗开放所述半波长输电线路的继电保护动作包括：

当所述半波长输电线路的X相稳态量阻抗Z_XΣ满足Z_XΣ＜Z_set，且所述半波长输电线路的X相变化量阻抗ΔZ_XΣ满足ΔZ_XΣ＜ΔZ_set时，所述半波长输电线路的X相启动继电保护动作，Z_set为所述半波长输电线路的X相稳态量阻抗定值，ΔZ_set为所述半波长输电线路的X相变化量阻抗定值，X∈{A,B,C}。

本发明的有益效果：

现有技术中，由于半波长输电线路很长，分布电容很大，电气特征独特，常规的单端量保护如距离保护等已不能区分线路区内外故障，因而不能正确动作，本发明提供的一种用于半波长输电线路的伴随阻抗保护方法，能够根据故障期间特性，利用时差法对故障进行定位，通过对线路两侧电压、电流进行补偿构造了伴随阻抗，能够正确地反映线路区内外故障，由于伴随阻抗保护有效地利用了双端量电气信息，因而在线路区内故障能够快速可靠地动作，线路区外故障不会误动，且保护具有较高的灵敏度。

附图说明

图1是本发明一种用于半波长输电线路的伴随阻抗保护方法的流程图；

图2是本发明实施例中半波长输电线路的伴随阻抗保护方法应用场景示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种用于半波长输电线路的伴随阻抗保护方法，如图1所示，包括：

(1)分别获取半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的三相电流及三相电压，其中，所述继电保护装置安装处M与所述继电保护装置安装处N互为对侧；

(2)判断所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的启动量是否满足启动条件，若是，则执行步骤(3)，若否，则结束操作；

(3)根据所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的启动量满足启动条件的时间差确定故障点F；

(4)分别确定所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的补偿电流及补偿电压；

(5)确定所述半波长输电线路的伴随阻抗；

(6)由所述半波长输电线路的稳态量阻抗和变化量阻抗组成所述半波长输电线路的伴随阻抗，根据所述半波长输电线路的伴随阻抗开放所述半波长输电线路的继电保护动作。

具体的，所述步骤(2)中，所述半波长输电线路的M侧继电保护装置安装处的启动条件公式为：

Δf_M＝(Δi_Ma-Δi_Mb)²+(Δi_Mb-Δi_Mc)²+(Δi_Mc-Δi_Ma)²＞f_Mset(1)

式(1)中，Δf_M为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的启动量，Δi_Ma为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M当前时刻A相电流与一个周波前A相电流的变化量，Δi_Mb为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M当前时刻B相电流与一个周波前B相电流的变化量，Δi_Mc为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M安装处当前时刻C相电流与一个周波前C相电流的变化量，f_Mset为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的启动量定值；

其中，一个周波为20ms；

所述半波长输电线路的N侧继电保护装置安装处的启动条件公式为：

Δf_N＝(Δi_Na-Δi_Nb)²+(Δi_Nb-Δi_Nc)²+(Δi_Nc-Δi_Na)²＞f_Nset(2)

式(2)中，Δf_N为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的启动量，Δi_Na为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N当前时刻A相电流与一个周波前A相电流的变化量，Δi_Nb为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N当前时刻B相电流与一个周波前B相电流的变化量，Δi_Nc为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N继电保护装置安装处当前时刻C相电流与一个周波前C相电流的变化量，f_Nset为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的启动量定值。

所述步骤(3)中，如图2所示，设所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M位于所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M内侧，确定故障点F的公式为：

$x^{\′}=\frac{L+c\mathrm{\Δ}t}{2}---\left(3\right)$

式(3)中，x'为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M至所述故障点F的距离，L为所述半波长输电线路长度，c为光速，Δt为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的启动量满足启动条件的时间差，即Δt＝t_M-t_N，其中，t_M为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的启动量满足启动条件的时刻，t_N为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的启动量满足启动条件的时刻；

若0＜x'＜L，则故障发生在所述半波长输电线路区内；

若x'＞L或x'＜0，则故障发生在所述半波长输电线路区外。

所述步骤(4)中，设所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M位于所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N内侧，则确定由所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的补偿电流及补偿电压的公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_{MX-}=I_{MX}\cosh \left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)-\frac{U_{MX}}{Z_c}\sinh \left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)\\ U_{MX-}=U_{MX}\cosh \left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)-I_{MX}{Z}_{c}sinh\left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)\end{array}\right.---\left(4\right)$

式(4)中，I_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流，I_MX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的X相电流，U_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压，U_MX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的X相电压，x'为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M至所述故障点F的距离，为所述半波长输电线路的传播常数，为所述半波长输电线路的波阻抗，Y₀为所述半波长输电线路的单位长度导纳，Z₀为所述半波长输电线路的单位长度阻抗，X∈{A,B,C}，其中，当x'＞L时，x'取L，L为所述半波长输电线路长度，当x'＜0时，x'取0；

确定由所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的补偿电流及补偿电压的公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_{NX+}=I_{NX}\cosh (\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})-\frac{U_{NX}}{Z_c}\sinh (\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})\\ U_{NX+}=U_{NX}\cosh (\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})-I_{NX}{Z}_{c}sinh(\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})\end{array}\right.---\left(5\right)$

式(5)中，I_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流，I_NX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的X相电流，U_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压，U_NX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的X相电压，x'为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M至所述故障点F的距离，当x'＞L时，x'取L，L为所述半波长输电线路长度，当x'＜0时，x'取0。

所述步骤(5)中，确定所述半波长输电线路的伴随阻抗包括：

确定所述半波长输电线路的稳态量阻抗的公式为：

$Z_{X\mathrm{\Σ}}=\frac{U_{NX+}+U_{MX-}}{I_{NX+}+I_{MX-}}---\left(6\right)$

式(6)中，Z_XΣ为所述半波长输电线路的X相稳态量阻抗，I_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流，U_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压，I_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流，U_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压，X∈{A,B,C}；

确定所述半波长输电线路的变化量阻抗的公式为：

${\mathrm{\ΔZ}}_{X\mathrm{\Σ}}=\frac{{\mathrm{\ΔU}}_{NX+}+{\mathrm{\ΔU}}_{MX-}}{{\mathrm{\ΔI}}_{NX+}+{\mathrm{\ΔI}}_{MX-}}---\left(7\right)$

式(7)中，ΔZ_XΣ为所述半波长输电线路的X相变化量阻抗，ΔU_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量，ΔU_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量，ΔI_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量，ΔI_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量。

其中，所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量ΔU_NX+的计算公式为：

${\mathrm{\ΔU}}_{NX+}=U_{NX+}-U_{NX+}^{-T}---\left(8\right)$

式(8)中，U_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电压，X∈{A,B,C}；

所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量ΔU_MX-的计算公式为：

${\mathrm{\ΔU}}_{MX-}=U_{MX-}-U_{MX-}^{-T}---\left(9\right)$

式(9)中，U_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电压；

所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量ΔI_NX+的计算公式为：

${\mathrm{\ΔI}}_{NX+}=I_{NX+}-I_{NX+}^{-T}---\left(10\right)$

式(10)中，I_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电流；

所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量ΔI_MX-的计算公式为：

${\mathrm{\ΔI}}_{MX-}=I_{MX-}-I_{MX-}^{-T}---\left(10\right)$

式(10)中，I_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电流。

所述步骤(6)中，由所述半波长输电线路的稳态量阻抗和变化量阻抗组成所述半波长输电线路的伴随阻抗，根据所述半波长输电线路的伴随阻抗开放所述半波长输电线路的继电保护动作包括：

当所述半波长输电线路的X相稳态量阻抗Z_XΣ满足Z_XΣ＜Z_set，且所述半波长输电线路的X相变化量阻抗ΔZ_XΣ满足ΔZ_XΣ＜ΔZ_set时，所述半波长输电线路的X相启动继电保护动作，Z_set为所述半波长输电线路的X相稳态量阻抗定值，ΔZ_set为所述半波长输电线路的X相变化量阻抗定值，X∈{A,B,C}。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于半波长输电线路的伴随阻抗保护方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

(1)分别获取半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的三相电流及三相电压，其中，所述继电保护装置安装处M与所述继电保护装置安装处N互为对侧；

(2)判断所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的启动量是否满足启动条件，若是，则执行步骤(3)，若否，则结束操作；

(3)根据所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的启动量满足启动条件的时间差确定故障点F；

(4)分别确定所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的补偿电流及补偿电压；

(5)确定所述半波长输电线路的伴随阻抗；

(6)由所述半波长输电线路的稳态量阻抗和变化量阻抗组成所述半波长输电线路的伴随阻抗，根据所述半波长输电线路的伴随阻抗开放所述半波长输电线路的继电保护动作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述半波长输电线路的M侧继电保护装置安装处的启动条件公式为：

Δf_M＝(Δi_Ma-Δi_Mb)²+(Δi_Mb-Δi_Mc)²+(Δi_Mc-Δi_Ma)²＞f_Mset(1)

式(1)中，Δf_M为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的启动量，Δi_Ma为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M当前时刻A相电流与一个周波前A相电流的变化量，Δi_Mb为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M当前时刻B相电流与一个周波前B相电流的变化量，Δi_Mc为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M安装处当前时刻C相电流与一个周波前C相电流的变化量，f_Mset为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的启动量定值；

所述半波长输电线路的N侧继电保护装置安装处的启动条件公式为：

Δf_N＝(Δi_Na-Δi_Nb)²+(Δi_Nb-Δi_Nc)²+(Δi_Nc-Δi_Na)²＞f_Nset(2)

式(2)中，Δf_N为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的启动量，Δi_Na为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N当前时刻A相电流与一个周波前A相电流的变化量，Δi_Nb为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N当前时刻B相电流与一个周波前B相电流的变化量，Δi_Nc为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N继电保护装置安装处当前时刻C相电流与一个周波前C相电流的变化量，f_Nset为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的启动量定值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，设所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M位于所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M内侧，确定故障点F的公式为：

$x^{\′}=\frac{L+c\mathrm{\Δ}t}{2}---\left(3\right)$

式(3)中，x'为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M至所述故障点F的距离，L为所述半波长输电线路长度，c为光速，Δt为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M和继电保护装置安装处N的启动量满足启动条件的时间差，即Δt＝t_M-t_N，其中，t_M为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的启动量满足启动条件的时刻，t_N为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的启动量满足启动条件的时刻；

若0＜x'＜L，则故障发生在所述半波长输电线路区内；

若x'＞L或x'＜0，则故障发生在所述半波长输电线路区外。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，设所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M位于所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N内侧，则确定由所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的补偿电流及补偿电压的公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_{MX-}=I_{MX}\cosh \left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)-\frac{U_{MX}}{Z_c}\sinh \left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)\\ U_{MX-}=U_{MX}\cosh \left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)-I_{MX}{Z}_c\sinh \left({\mathrm{\γx}}^{\′}\right)\end{array}\right.---\left(4\right)$

式(4)中，I_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流，I_MX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的X相电流，U_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压，U_MX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的X相电压，x'为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M至所述故障点F的距离，为所述半波长输电线路的传播常数，为所述半波长输电线路的波阻抗，Y₀为所述半波长输电线路的单位长度导纳，Z₀为所述半波长输电线路的单位长度阻抗，X∈{A,B,C}，其中，当x'＞L时，x'取L，L为所述半波长输电线路长度，当x'＜0时，x'取0；

确定由所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的补偿电流及补偿电压的公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_{NX+}=I_{NX}\cosh (\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})-\frac{U_{NX}}{Z_c}\sinh (\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})\\ U_{NX+}=U_{NX}\cosh (\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})-I_{NX}{Z}_c\sinh (\mathrm{\γ}L-{\mathrm{\γx}}^{\′})\end{array}\right.---\left(5\right)$

式(5)中，I_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流，I_NX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的X相电流，U_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压，U_NX为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的X相电压，x'为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M至所述故障点F的距离，当x'＞L时，x'取L，L为所述半波长输电线路长度，当x'＜0时，x'取0。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，确定所述半波长输电线路的伴随阻抗包括：

确定所述半波长输电线路的稳态量阻抗的公式为：

$Z_{X\mathrm{\Σ}}=\frac{U_{NX+}+U_{MX-}}{I_{NX+}+I_{MX-}}---\left(6\right)$

式(6)中，Z_XΣ为所述半波长输电线路的X相稳态量阻抗，I_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流，U_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压，I_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流，U_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压，X∈{A,B,C}；

确定所述半波长输电线路的变化量阻抗的公式为：

${\mathrm{\ΔZ}}_{X\mathrm{\Σ}}=\frac{{\mathrm{\ΔU}}_{NX+}+{\mathrm{\ΔU}}_{MX-}}{{\mathrm{\ΔI}}_{NX+}+{\mathrm{\ΔI}}_{MX-}}---\left(7\right)$

式(7)中，ΔZ_XΣ为所述半波长输电线路的X相变化量阻抗，ΔU_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量，ΔU_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量，ΔI_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量，ΔI_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量ΔU_NX+的计算公式为：

${\mathrm{\ΔU}}_{NX+}=U_{NX+}-U_{NX+}^{-T}---\left(8\right)$

式(8)中，U_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电压，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电压，X∈{A,B,C}；

所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压变化量ΔU_MX-的计算公式为：

${\mathrm{\ΔU}}_{MX-}=U_{MX-}-U_{MX-}^{-T}---\left(9\right)$

式(9)中，U_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电压，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电压；

所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量ΔI_NX+的计算公式为：

${\mathrm{\ΔI}}_{NX+}=I_{NX+}-I_{NX+}^{-T}---\left(10\right)$

式(10)中，I_NX+为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处的X相补偿电流，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电流；

所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流变化量ΔI_MX-的计算公式为：

${\mathrm{\ΔI}}_{MX-}=I_{MX-}-I_{MX-}^{-T}---\left(10\right)$

式(10)中，I_MX-为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处的X相补偿电流，为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M补偿到故障点F处一个周波前的X相补偿电流。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，由所述半波长输电线路的稳态量阻抗和变化量阻抗组成所述半波长输电线路的伴随阻抗，根据所述半波长输电线路的伴随阻抗开放所述半波长输电线路的继电保护动作包括：

当所述半波长输电线路的X相稳态量阻抗Z_XΣ满足Z_XΣ＜Z_set，且所述半波长输电线路的X相变化量阻抗ΔZ_XΣ满足ΔZ_XΣ＜ΔZ_set时，所述半波长输电线路的X相启动继电保护动作，Z_set为所述半波长输电线路的X相稳态量阻抗定值，ΔZ_set为所述半波长输电线路的X相变化量阻抗定值，X∈{A,B,C}。