CN106972464A - 一种同塔四回输电线路上的保护性能评估系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种同塔四回输电线路上的保护性能评估系统及方法，包括：输入线路结构参数、接入电网信息和保护不正确评估系数；控制所述第一至第五组故障开关的各开关关断而实现控制故障类型；对任意故障类型，设置各双回塔之间、四回塔之间的线路长短及故障点位置；根据各电源的电压等级与所处位置，调节对应变压器及阻抗的参数值；统计故障类型和故障发生在不同位置时的线路保护动作，对各输电线路产生的故障及保护动作做加权统计评估，得出线路保护性能优劣评估报告。本发明通过全面考虑各种故障特征影响因素，针对容易引起保护不正确动作的运行方式进行规避、保护整定重点预防，保护厂家完善保护对策，为电网的安全稳定运行提供良好支撑。

Description

一种同塔四回输电线路上的保护性能评估系统与方法

技术领域

本发明涉及交流高压输电系统领域，具体涉及一种同塔四回输电线路上的保护性能评估系统与方法。

背景技术

同塔架设是提高输电走廊输送容量及降低输电线路架设成本的一种有效措施。电力系统输电走廊的日趋紧张使得同塔输电线路日益增多。早期的同塔线路多为全程同塔并架的双回线，但由于电网规划、建设受到诸多条件的制约，加上变电站近处出线走廊的限制，导致同塔线路架设五花八门，出现了许多部分同塔架设双回线或多回线的情况，其地理信息、运行方式与故障类型日趋复杂。对于同杆线路继电保护技术的研究几乎均针对全程同杆并架线路，而事实上，在实际工程中应用更为广泛的是衍生型式的同杆并架线路，如不同电压等级同杆并架线路，但由于架设方式不同，单回线及全程同杆并架线路目前的研究成果均难以直接应用于非全程同杆并架线路。由于线间互感的存在，短路电流计算值跟实际值有较大差距，大大增加了故障分析的困难。在现场实际工作中，往往忽略零序互感来简化处理，造成故障电流计算值跟实际值有较大的差别，而以此为依据配置的继电保护装置可能会失去保护作用。复杂同塔线路故障特性的理论分析极为困难，即使通过复故障分析法可获得线路故障的解析表达，但由于其复杂性，也难以直接用于保护性能分析。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种同塔四回输电线路上的保护性能评估系统与方法，全面考虑同塔四回输电线路结构、接入电网运行模式组合、故障类型与故障位置等各种故障特征影响因素，可以针对容易引起保护不正确动作的运行方式进行规避、保护整定重点预防，保护厂家完善保护对策，为电网的安全稳定运行提供良好支撑。

为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明公开一种同塔四回输电线路上的保护性能评估系统，包括有四回输电线路，分别为：I回线、II回线、III回线、IV回线，I回线和II回线的首端共接第一电源和尾端共接第三电源，III回线与IV回线的首端共接第二电源和尾端共接第四电源，其中I回线和II回线电压等级相同，III回线和IV回线电压等级相同；所述I回线、II回线、III回线和IV回线分别先后通过进线侧的双回塔、四回塔和出线侧的双回塔后实现输电线路架设，所述I回线和II回线的首端共接点与III回线与IV回线的首端共接点之间串联第一阻抗和第一变压器；I回线和II回线的尾端共接点与III回线与IV回线的尾端共接点之间串联第二阻抗和第二变压器；在所述I回线及II回线进线侧的双回塔之间线路上设置有第一组故障开关，在所述III回线及IV回线进线侧的双回塔之间线路上设置有第二组故障开关，在四回塔之间的线路上设置有第三组故障开关，在所述I回线及II回线出线侧的双回塔之间线路上设置有第四组故障开关，在所述III回线及IV回线出线侧的双回塔之间线路上设置有第五组故障开关，所述第一至第五组故障开关分别为连接对应回线各相线路接地的开关；还包括有：

开关控制模块，控制所述第一至第五组故障开关的各开关关断的控制模块；

塔间线路长度调节模块，用以设置各双回塔之间、四回塔之间的线路长短及故障点位置的调节模块；

变压器阻抗调节模块，用以根据第一电源与第二电源、第三电源与第四电源的电压等级与所处位置，调节第一变压器、第一阻抗、第二变压器及第二阻抗的参数值；

评估模块，用以统计开关控制模块产生的故障类型和塔间线路长度调节模块设置的故障发生在不同位置时的线路保护动作情况，对各输电线路产生的故障及保护动作做加权统计评估，得出线路保护性能优劣评估报告。

本发明还公开一种同塔四回输电线路上的保护性能评估方法，基于前述的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统，包括步骤如下：

步骤1，输入线路结构参数、接入电网信息和保护不正确评估系数；

步骤2，控制所述第一至第五组故障开关的各开关关断而实现控制故障类型；

步骤3，对任意故障类型，设置各双回塔之间、四回塔之间的线路长短及故障点位置；

步骤4，根据第一电源与第二电源、第三电源与第四电源的电压等级与所处位置，调节第一变压器、第一阻抗、第二变压器及第二阻抗的参数值；

步骤5，统计步骤2的故障类型和步骤3的故障发生在不同位置时的线路保护动作情况，对各输电线路产生的故障及保护动作做加权统计评估，得出线路保护性能优劣评估报告。

本发明的一种同塔四回输电线路上的保护性能评估系统与方法，利用PSCAD/EMTDC搭建仿真平台对影响同塔四回输电线路故障特征的运行方式及故障条件等因素各种组合进行全面扫描，在此基础上对其配置线路保护的性能进行评估，给出线路保护在不同运行方式及故障情形下的可靠性程度；本发明所给出的评估系统，为跨电压等级同塔多回线路保护性能评价提供了一种简单高效的工程实用方法，根据评估结果针对容易引起保护不正确动作的运行方式进行规避、保护整定重点预防，保护厂家完善保护对策等等，从而可以进一步地确保电网的安全稳定运行。

附图说明

图1为本发明的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统的塔线结构图。

图2为本发明的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统的模块结构图。

图3为本发明的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统的第一组故障开关的分相配置情况。

图4为本发明的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统的第三组故障开关的分相配置情况。

图5为本发明的一种同塔四回输电线路上的保护性能评估方法的步骤图。

图6为本发明的一种同塔四回输电线路上的保护性能评估方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。

由于同杆并架线路的布线方式，使得其多回线路间距离更加接近，线间互感更加复杂。一般情况下传统输电线路两回线路间的距离比同一回线路相间的距离大，可以认为每一条线路与另一回线各相距离近似相等，它们之间的互感也认为相等。显然在同杆并架线路中这种近似不再成立。跨电压等级同塔线路一般是不同电压等级部分耦合的输电线路，其线路参数的不对称性将更为明显，故障暂态特性也更为复杂。

复杂同塔线路故障特性的理论分析极为困难，即使通过复故障分析法可获得线路故障的解析表达，但由于其复杂性，也难以直接用于保护性能分析。因此，数字仿真是进行复杂同塔线路继电保护原理研究和性能评估的重要手段。

对于同一电压等级同塔线路，其正常运行时，线路之间不仅有电气连接，还存在磁场耦合，且电联系大于磁联系，在电气特征上属于“强电弱磁”。对于不同电压等级同塔线路，正常运行时，不同电压等级线路之间没有电气联接，只有磁场耦合，在电气特征上属于“强磁弱电”。所以对于不同电压等级同塔多回输电线路，同时具有“强电弱磁”和“强磁弱电”2种特征。在实际工程中，不同电压等级的母线之间通常通过变电站变压器相互转换而来，因此在仿真模型搭建时需要在两条线路电源之间通过变压器连接以尽量接近实际电路。在此基础上根据跨电压等级同塔线路仿真系统的特点，从杆塔和线路的结构参数出发，利用PSCAD/EMTDC构建如图1所示的不同电压等级同杆并架四回线路典型仿真系统结构模型作为评估的仿真平台。

本发明拟提出一种同塔四回输电线路上的保护性能评估系统，包括有四回输电线路，分别为：I回线、II回线、III回线、IV回线，I回线和II回线的首端共接第一电源和尾端共接第三电源，III回线与IV回线的首端共接第二电源和尾端共接第四电源，其中I回线和II回线电压等级相同，III回线和IV回线电压等级相同；所述I回线、II回线、III回线和IV回线分别先后通过进线侧的双回塔、四回塔和出线侧的双回塔后实现输电线路架设，所述I回线和II回线的首端共接点与III回线与IV回线的首端共接点之间串联第一阻抗和第一变压器；I回线和II回线的尾端共接点与III回线与IV回线的尾端共接点之间串联第二阻抗和第二变压器；在所述I回线及II回线进线侧的双回塔之间线路上设置有第一组故障开关，在所述III回线及IV回线进线侧的双回塔之间线路上设置有第二组故障开关，在四回塔之间的线路上设置有第三组故障开关，在所述I回线及II回线出线侧的双回塔之间线路上设置有第四组故障开关，在所述III回线及IV回线出线侧的双回塔之间线路上设置有第五组故障开关，所述第一至第五组故障开关分别为连接对应回线各相线路接地的开关；参看图2，还包括有：

开关控制模块22，控制所述第一至第五组故障开关31-35的各开关开合的控制模块；

塔间线路长度调节模块23，用以设置各双回塔之间、四回塔之间的故障线路长短的调节模块；

变压器阻抗调节模块24，用以根据第一电源与第二电源、第三电源与第四电源的电压等级与所处位置，调节第一变压器、第一阻抗、第二变压器及第二阻抗的参数值；

评估模块21，用以统计开关控制模块22产生的故障类型和塔间线路长度调节模块23设置的故障发生在不同位置时的线路保护动作，对各输电线路产生的故障及保护动作做加权统计评估，得出线路保护性能优劣评估报告。

所述第一至第四电源，在图1的塔线结构图中，起到输送和接受电能的作用，设置线路首端的电源与线路末端的电源功角存在一定差值，在线路上可以形成有效的功率流动，避免线路空载。此外，改变电源的输送容量等参数，可模拟不同运行方式下的系统状态。系统模型的首端设置第一电源，第二电源共两个电源，每个电源为两回输电线路提供电能，第一电源为I回线及II回线提供电能；第二电源为III回线及IV回线提供电能。系统模型的末端设置第三电源，第四电源共两个电源，分别接受来自第一电源和第二电源的电能，具体而言：第三电源接受来自第一电源的电能，由I回线及II回线输送这部分电能；第四电源接受来自第二电源的电能，由III回线及IV回线输送这部分电能。

第一电源与第三电源电压等级相同，第二电源与第四电源电压等级相同，以确保第一电源与第三电源之间，第二电源与第四电源之间能进行电能的传输。当第一电源与第二电源的电压等级相同时，系统模型为相同电压等级同塔四回输电线路模型；当第一电源与第二电源的电压等级不相同时，系统模型为跨电压等级同塔四回输电线路模型。

为了反映本发明的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统的线路之间电气联系强弱及电磁耦合关系，塔线结构的各回线首端的两个电源(第一电源和第二电源)是通过第一变压器和第一阻抗连接起来的，模型末端的两个电源(第三电源和第四电源)是通过第二变压器和第二阻抗连接起来的。而伴随着线路架设方式的变化，第一变压器、第二变压器、第一阻抗和第二阻抗的值也是随之变化的。变压器和阻抗值的变化情况具体可分为以下几种情况：

1)当第一电源与第二电源电压等级相同且在同一个变电站内时，此时首端的两个电源之间存在电气联系，第一变压器的变比取为1，第一阻抗的值取为0；

2)当第一电源与第二电源电压等级不同但在同一个变电站内时，此时首端的两个电源之间存在电气联系，第一变压器的变比取为第一电源与第二电源电压等级的比值，第一阻抗的值取为主变阻抗；

3)当第一电源与第二电源电压等级相同且不在同一个变电站内时，此时首端的两个电源之间不存在电气联系，第一阻抗的值取为无穷大；

4)当第三电源与第四电源电压等级相同且在同一个变电站内时，此时末端的两个电源之间存在电气联系，第二变压器的变比取为1，第二阻抗的值取为0；

5)当第三电源与第四电源电压等级不同但在同一个变电站内时，此时末端的两个电源之间存在电气联系，第二变压器的变比取为第三电源与第四电源电压等级的比值，第二阻抗的值取为主变阻抗；

6)当第三电源与第四电源电压等级相同且不在同一个变电站内时，此时末端的两个电源之间不存在电气联系，第二阻抗的值取为无穷大；

本发明的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统中一共有四回输电线路，分别是：I回线、II回线、III回线、IV回线。其中I回线和II回线电压等级相同，进行第一电源与第三电源之间的功率传递；III回线和IV回线电压等级相同，进行第二电源与第四电源之间的功率传递。

作为本发明的一个实施例，所述I回线与II回线的进线侧和出线侧架设的双回塔分别为四个，所述III回线和IV回线的进线侧和出线侧架设的双回塔分别为四个，所述四回塔为四个。在本发明的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统的塔线结构图中，同塔四回输电线路部分是由两组同塔双回输电线路组成，I回线及II回线为一组同塔双回输电线路，III回线和IV回线为一组同塔双回输电线路。双回塔t1～双回塔t4之间的同塔双回输电线路是同塔四回输电部分的一组进线，双回塔t5～双回塔t8之间的同塔双回输电线路是同塔四回输电部分的另一组进线；双回塔t9～双回塔t12之间的同塔双回输电线路是同塔四回输电部分的一组出线，双回塔t13～双回塔t16之间的同塔双回输电线路是同塔四回输电部分的另一组出线。

为研究同塔四回输电系统在各种输送距离及架设形式下的系统电磁暂态特性及故障时的系统状态，设置同塔双回输电线路部分的长度可调节，同塔四回输电线路部分的长度也可以调节，本发明系统中的塔间线路长度调节模块22设定任意相邻线塔间的故障点位于塔间线路长度的10％、50％和90％这三种位置。塔间线路长度调节模块22还用于设定同塔四回线的进线部分的两组同塔双回线输送距离，使得进线侧两组同塔双回线的长度不一样，并改变进线的输送距离，以反映进线的长度变化对四回线部分的影响；塔间线路长度调节模块22在进线部分设置故障，同时改变故障离电源端的距离，可研究进线部分故障发生位置的变化对四回线部分及整个系统的影响；塔间线路长度调节模块22设定同塔四回线的出线部分的两组同塔双回线输送距离设为可调节，且出线部分两组同塔双回线的长度不一样，改变出线的输送距离，以反映出线的长度变化对四回线部分的影响；塔间线路长度调节模块22在出线部分设置故障，同时改变故障离电源端的距离，可研究进线部分故障发生位置的变化对四回线部分及整个系统的影响；同塔四回线部分的输送距离也设为可调，改变同塔四回线的输送距离，可反映四回线部分线路长度的变化对进线、出线及整个系统的影响；在同塔四回线部分设置故障，同时改变故障电离首末两端电源的距离，可研究同塔四回线线部分故障发生位置的变化对四回线、进线、出线及整个系统的影响。

具体而言，以下双回塔之间的输电线路长度可调：双回塔t1和双回塔t2之间的输电线路、双回塔t3和双回塔t4之间的输电线路、双回塔t5和双回塔t6之间的输电线路、双回塔t7和双回塔t8之间的输电线路、双回塔t9和双回塔t10之间的输电线路、双回塔t11和双回塔t12之间的输电线路、双回塔t13和双回塔t14之间的输电线路、双回塔t15和双回塔t16之间的输电线路；以下四回塔之间的输电线路长度可调：四回塔s1和四回塔s2之间的输电线路，四回塔s3和四回塔s4之间的输电线。

所述故障控制模块21控制所述第一至第五组故障开关31-35的各开关开合的控制模块，可实现设置线路发生各类故障，进而可以对这些故障类型所引起的系统稳定性问题进行研究；在本发明实施例的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统的塔线结构图中，一共有四组双回线故障开关，一组四回线故障开关。在图1中，双回线故障开关分别为：第一组故障开关、第二组故障开关、第四组故障开关、第五组故障开关；四回线故障开关即为第三组故障开关。

图1所示的塔线结构中，每一回线路实际上都代表了该回线的A相、B相和C相三根导体。以I回线为例，在图1中所示的I回线虽然只用一条输电线路表示，但实际上代表了I回线的A相、B相和C相三根导体。

下面分别对双回线、四回线对应的故障开关组工作模式进行举例说明。

对于双回线，四组故障开关结构都一致，下面以第一组故障开关为例进行说明。第一组故障开关结构如图3所示，一共包含6个故障开关A1-A6和一个接地开关A7。故障开关用于控制故障类型，接地开关用于控制故障是否接地。正常运行时，所有的故障开关均处于断开状态。设置故障时，如要使I回线A相与II回线B相发生跨线接地故障，则控制故障开关A6、故障开关A2与接地开关A7这三个开关同时接通即可。

对于四回线，其对应的为第三组故障开关，一共包含12个故障开关C1-C12和一个接地开关C13,参看图4。故障开关用于控制故障类型，接地开关用于控制故障是否接地。正常运行时，所有的故障开关均处于断开状态。设置故障时，如要使I回线A相与III回线B相发生跨线接地故障，则控制故障开关C12、故障开关C5与接地开关C13这三个开关同时接通即可。

参看图5和图6，本发明还公开一种同塔四回输电线路上的保护性能评估方法，在上述同塔四回输电线路上的保护性能评估系统的基础上，包括步骤：

步骤1，输入线路结构参数、接入电网信息和保护不正确评估系数；

步骤2，控制所述第一至第五组故障开关的各开关关断而实现控制故障类型；

步骤3，对任意故障类型，设置各双回塔之间、四回塔之间的线路长短及故障点位置；

步骤4，根据第一电源与第二电源、第三电源与第四电源的电压等级与所处位置，调节第一变压器、第一阻抗、第二变压器及第二阻抗的参数值；

步骤5，统计步骤2的故障类型和步骤3的故障发生在不同位置时的线路保护动作情况，对各输电线路产生的故障及保护动作做加权统计评估，得出线路保护性能优劣评估报告。

所述线路结构参数包括：输入进线部分、四回线部分及出线部分所使用的杆塔型号、导体型号及相序排列情况；输入同塔四回输电线路每一回进线的长度；输入同塔四回输电部分的线路长度；输入同塔四回输电线路每一回出线的长度；

所述接入电网信息包括有：输入系统运行方式，包括系统首末两端四个电源的运行方式组合情况，同塔四回输电线路首末两端四个电源的电压等级；输入首端的两个电源是否位于同一个变电站；输入末端的两个电源是否位于同一个变电站；输入每个电源在不同运行方式下的四个阻抗值；

所述保护不正确评估系数包括有：输入第一主保护不正确动作评估系数k₁，输入第二主保护不正确动作评估系数k₂，输入后备保护不正确动作评估系数k₃，所述第一主保护为差动保护，第二主保护为距离保护，第三主保护为方向保护或零序保护。

步骤2所述的控制所述第一至第五组故障开关的各开关关断所实现的控制故障类型，具体为：

对于第一、二、四、五组故障开关，I回线与II回线、或III回线与IV回线对应的故障开关组内，各回线任意相的线路所连接故障开关闭合，其他故障开关保持断开，实现I回线与II回线、或III回线与IV回线间的跨线故障；

对于第三组故障开关，I回线、II回线、III回线与IV回线，至少两回路的任意相的线路所连接故障开关闭合，其他故障开关保持断开，实现I回线、II回线、III回线与IV回线间的至少两回线间发生跨线故障。

对于第一至第五组故障开关中的接地开关，接地开关的合与开两种状态，分别表示上述跨线故障时跨线接地故障和跨线不接地故障。

所述步骤3设置各双回塔之间、四回塔之间的故障线路长度为塔间线路自各塔型首端起达到塔间线路10％、50％和90％的位置处。

所述步骤5，针对所述的同塔四回输电线路结构参数及电网运行信息，在PSCAD/EMTDC计算机仿真平台中构建的塔线结构模块中进行步骤2产生的所有跨线故障和非跨线故障情形进行遍历扫描，获取评估保护性能所需的故障数据信息；步骤3，对于某一特定的故障类型，分别对该类型故障发生在进线段、同塔四回线段，出线段的三种典型位置时进行仿真分析，取故障线段长度10％、50％和90％这三种位置发生故障，统计故障发生在不同位置时线路保护的动作情况，将其用于线路保护性能优劣的评估中；

作为本发明的保护性能评估方法的具体实施例，所述步骤5的加权统计评估具体如下：

针对每一种故障下线路保护的动作情况，由评估模块将线路保护的可靠性分为0～4共5个等级，其中0级可靠性最高，4级可靠性最低，采用下式的保护性能评价计算公式对故障进行评价：k＝n₁k₁+n₂k₂+n₃k₃，

式中k为保护性能的评估值，其值越小，线路保护可靠性越高，n₁、n₂、n₃分别表示对应的保护在某一种故障下不正确动作的数目，如n₁＝0，n₂＝1，n₃＝1表示四回输电线上有0套第一主保护不正确动作，1套第二主保护不正确动作，1套后备保护不正确动作，且满足n₁∈{0，1，2，3，4}，n₂、n₃∈{0，1，2，3，4，5，6，7，8}。

线路保护可靠性评估等级如表1所示：

表1

本发明提供了一种完善的同塔四回输电线路保护性能评估系统与方法，全面考虑线路自身结构、各种故障类型、接入电网运行方式组合变化、故障类型与故障位置等因素对电网安全运行及保护装置动作可靠性的影响，构建一套全面的保护性能评估方法与系统，为同塔四回线路上的保护性能评价提供一种简单高效的工程实用方法。根据评估结果，可以针对容易引起保护不正确动作的运行方式进行规避、保护整定重点预防，保护厂家完善保护对策，为电网的安全稳定运行提供良好支撑。

上述实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种同塔四回输电线路上的保护性能评估系统，包括有四回输电线路，分别为：I回线、II回线、III回线、IV回线，I回线和II回线的首端共接第一电源和尾端共接第三电源，III回线与IV回线的首端共接第二电源和尾端共接第四电源，其中I回线和II回线电压等级相同，III回线和IV回线电压等级相同；所述I回线、II回线、III回线和IV回线分别先后通过进线侧的双回塔、四回塔和出线侧的双回塔后实现输电线路架设，其特征在于：所述I回线和II回线的首端共接点与III回线与IV回线的首端共接点之间串联第一阻抗和第一变压器；I回线和II回线的尾端共接点与III回线与IV回线的尾端共接点之间串联第二阻抗和第二变压器；在所述I回线及II回线进线侧的双回塔之间线路上设置有第一组故障开关，在所述III回线及IV回线进线侧的双回塔之间线路上设置有第二组故障开关，在四回塔之间的线路上设置有第三组故障开关，在所述I回线及II回线出线侧的双回塔之间线路上设置有第四组故障开关，在所述III回线及IV回线出线侧的双回塔之间线路上设置有第五组故障开关，所述第一至第五组故障开关分别为连接对应回线各相线路接地的开关；还包括有：

开关控制模块，控制所述第一至第五组故障开关的各开关开合的控制模块；

塔间线路长度调节模块，用以设置各双回塔之间、四回塔之间的线路长短及故障点位置的调节模块；

变压器阻抗调节模块，用以根据第一电源与第二电源、第三电源与第四电源的电压等级与所处位置，调节第一变压器、第一阻抗、第二变压器及第二阻抗的参数值；

评估模块，用以统计开关控制模块产生的故障类型和塔间线路长度调节模块设置的故障发生在不同位置时的线路保护动作情况，对各输电线路产生的故障及保护动作做加权统计评估，得出线路保护性能优劣评估报告。

2.根据权利要求1所述的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统，其特征在于，所述变压器阻抗调节模块的设置具体如下：

当第一电源与第二电源电压等级相同且在同一个变电站内时，此时首端的两个电源之间存在电气联系，第一变压器的变比取为1，第一阻抗的值取为0；

当第一电源与第二电源电压等级不同但在同一个变电站内时，此时首端的两个电源之间存在电气联系，第一变压器的变比取为第一电源与第二电源电压等级的比值，第一阻抗的值取为主变阻抗；

当第一电源与第二电源电压等级相同且不在同一个变电站内时，此时首端的两个电源之间不存在电气联系，第一阻抗的值取为无穷大；

当第三电源与第四电源电压等级相同且在同一个变电站内时，此时末端的两个电源之间存在电气联系，第二变压器的变比取为1，第二阻抗的值取为0；

当第三电源与第四电源电压等级不同但在同一个变电站内时，此时末端的两个电源之间存在电气联系，第二变压器的变比取为第三电源与第四电源电压等级的比值，第二阻抗的值取为主变阻抗；

当第三电源与第四电源电压等级相同且不在同一个变电站内时，此时末端的两个电源之间不存在电气联系，第二阻抗的值取为无穷大。

3.根据权利要求1所述的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统，其特征在于，所述输电线路产生的故障严重程度通过输电线路的保护动作情况评定，所述输电线路的保护包括有差动保护、距离保护、方向保护和零序保护。

4.一种同塔四回输电线路上的保护性能评估方法，基于权利要求1至3任意一项所述的同塔四回输电线路上的保护性能评估系统，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1，输入线路结构参数、接入电网信息和保护不正确评估系数；

步骤2，控制所述第一至第五组故障开关的各开关开合而实现控制故障类型；

步骤3，对任意故障类型，设置各双回塔之间、四回塔之间的线路长短及故障点位置；

步骤4，根据第一电源与第二电源、第三电源与第四电源的电压等级与所处位置，调节第一变压器、第一阻抗、第二变压器及第二阻抗的参数值；

步骤5，统计步骤2的故障类型和步骤3的故障发生在不同位置时的线路保护动作，对各输电线路产生的故障及保护动作做加权统计评估，得出线路保护性能优劣评估报告。

5.根据权利要求4所述的同塔四回输电线路上的保护性能评估方法，其特征在于，所述线路结构参数包括：输入进线部分、四回线部分及出线部分所使用的杆塔型号、导体型号及相序排列情况；输入同塔四回输电线路每一回进线的长度；输入同塔四回输电部分的线路长度；输入同塔四回输电线路每一回出线的长度；

所述接入电网信息包括有：输入系统运行方式，包括系统首末两端四个电源的运行方式组合情况，同塔四回输电线路首末两端四个电源的电压等级；输入首端的两个电源是否位于同一个变电站；输入末端的两个电源是否位于同一个变电站；输入每个电源在不同运行方式下的四个阻抗值；

所述保护不正确评估系数包括有：输入第一主保护不正确动作评估系数k₁，输入第二主保护不正确动作评估系数k₂，输入后备保护不正确动作评估系数k₃，所述第一主保护为差动保护，第二主保护为距离保护，第三主保护为方向保护或零序保护。

6.根据权利要求5所述的同塔四回输电线路上的保护性能评估方法，其特征在于，步骤2所述的控制所述第一至第五组故障开关的各开关开合所实现的控制故障类型，具体为：

对于第一、二、四、五组故障开关，I回线与II回线、或III回线与IV回线对应的故障开关组内，各回线任意相的线路所连接故障开关闭合，其他故障开关均保持断开，实现I回线与II回线、或III回线与IV回线间的跨线故障；

对于第三组故障开关，I回线、II回线、III回线与IV回线，至少两回路的任意相的线路所连接故障开关闭合，并且接地开关闭合，实现I回线、II回线、III回线与IV回线间的至少两回线间发生跨线故障；

对于第一至第五组故障开关中的接地开关，接地开关的合与开两种状态，分别表示上述跨线故障时跨线接地故障和跨线不接地故障。

7.根据权利要求6所述的同塔四回输电线路上的保护性能评估方法，其特征在于，所述步骤3设置各双回塔之间、四回塔之间的故障线路长度为塔间线路自各塔型首端起达到塔间线路10％、50％和90％的位置处。

8.根据权利要求7所述的同塔四回输电线路上的保护性能评估方法，其特征在于，所述步骤5的加权统计评估具体如下：

针对每一种故障下线路保护的动作情况，由评估模块将线路保护的可靠性分为0～4共5个等级，其中0级可靠性最高，4级可靠性最低，采用下式的保护性能评价计算公式对故障进行评价：k＝n₁k₁+n₂k₂+n₃k₃，

式中k为保护性能的评估值，其值越小，线路保护可靠性越高，n₁、n₂、n₃分别表示对应的保护在某一种故障下不正确动作的数目，如n₁＝0，n₂＝1，n₃＝1表示四回输电线上有0套第一主保护不正确动作，1套第二主保护不正确动作，1套后备保护不正确动作，且满足n₁∈{0，1，2，3，4}，n₂、n₃∈{0，1，2，3，4，5，6，7，8}。