CN107394766B - 一种适用于半波长输电线路的过电压限制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于半波长输电线路的过电压限制方法，根据半波长线路沿线电压与线路传输的有功功率和无功功率间的关系来确定沿线电压最大值，绘制出半波长线路正常运行时的沿线电压最大值等高线图，通过等高线图来确定线路的传输功率限度。

Description

一种适用于半波长输电线路的过电压限制方法
技术领域
本发明涉及电力系统保护与控制领域，具体涉及一种过电压限制方法。
背景技术
半波长输电线路是能源互联网建设中使用的重要输电线路，半波长线路保护是建设半波长线路过程中所必须考虑的问题。但是，由于特高压半波长输电线路输电距离远，电气特征与现有特高压线路存在较大差异，传统的继电保护原理无法满足半波输电线路要求。
常规过电压保护只根据保护安装出的电压来判断线路是否存在过电压，可以适用于常规距离(不超过500km)的输电线路保护。但对于半波长输电线路，沿线电压最大值点位于线路中，故不能采用常规过电压保护方法。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种适用于半波长输电线路的过电压限制方法。
本发明具体采用以下技术方案。
一种适用于半波长输电线路的过电压限制方法，根据半波长线路沿线电压与线路传输的有功功率和无功功率间的关系来确定沿线电压最大值，绘制出半波长线路正常运行时的沿线电压最大值等高线图，通过等高线图来确定线路的传输功率限度。
具体步骤可如下：
(1)按照下式计算半波长线路稳态运行时，任意一点的电压与线路n端电压的幅值比a：
a＝((cosβy+Q*sinβy)2+(P*sinβy)2)1/2
其中，β为线路的相位移系数，y为线路n端到所计算点的距离，P*和Q*分别为线路当前传输的有功功率和无功功率的标幺值。
(2)设线路长度为l，使y取到(0,l)上每一个值，按照半波长线路传输的有功功率和功率因数的允许值范围改变的值遍历，绘制出所有的沿线电压幅值曲线；以首端电压为基准值的标幺值，对所有绘制出的沿线电压幅值曲线取最大值，绘制出半波长线路沿线电压最大值随变化的三维曲面，其中，为线路的功率因数。
(3)绘制出步骤(2)中三维曲面的等高线图，并按照半波长线路的过电压要求标出半波长线路允许的过电压限度。
(4)在线路正常运行时，采集线路线路传输的有功功率P和无功功率Q。
(5)以半波长线路的自然功率为基准值，将线路传输的有功功率P和无功功率Q转化成标幺值P1*和Q1*，并计算出线路此时的功率因数
(6)在已绘制出的等高线图中找到的位置，若其位于半波长线路允许的过电压限度区域外，则发出告警信号。
本发明充分利用半波长线路沿线电压与线路传输功率间的关系，对当前传输功率下所对应的线路过电压最大值进行准确计算，并绘制出半波长线路正常运行时的沿线电压最大值等高线图，通过等高线图来确定线路的传输功率限度，并以此限度来防止半波长线路出现严重的过电压。
附图说明
图1为半波长输电线路过电压保护方法的示意图；
图2为半波长线路沿线电压最大值随线路传输功率的变化关系图，其中，P*的取值范围按照[0.5,1.2]选取，的取值范围按照[0.7,1]选取；
图3为半波长线路沿线电压最大值随线路传输功率的变化关系的等高线图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示为半波长输电线路示意图，半波长输电线路连接m和n两个等效电网系统，半波长线路与m系统相连的电压为Um、电流为Im，与n侧相连的电压为Un、电流为In。
以m侧保护为例(n侧保护同理)，所述保护方法包括以下步骤：
步骤1：按照下式计算半波长线路稳态运行时，任意一点的电压与线路n端电压的幅值比a：
a＝((cosβy+Q*sinβy)2+(P*sinβy)2)1/2
其中，β为线路的相位移系数，y为线路n端到所计算点的距离，P*和Q*分别为线路当前传输的有功功率和无功功率的标幺值(以自然功率为基准)。
步骤2：设线路长度为l，取定值对将y在(0,l)上进行遍历，得到半波长线路传输功率为时的沿线电压幅值曲线。其中，为线路的功率因数。
步骤3：按照半波长线路传输的有功功率和功率因数的允许值范围对进行遍历，并对所有绘制出的沿线电压幅值曲线取最大值，即可绘制出半波长线路沿线电压最大值标幺值(以首端电压为基准值)随变化的三维曲面。
步骤4:：绘制出步骤3中三维曲面的等高线图，并按照半波长线路的过电压要求标出半波长线路允许的过电压限度，半波长线路的过电压要求可依据工程实际选取。
步骤5：采集线路传输的有功功率P和无功功率Q，并以半波长线路的自然功率为基准值，将线路传输的有功功率P和无功功率Q转化成标幺值P*和Q*，同时求出线路的功率因数
步骤6：在已绘制出的等高线图中找到的位置，若其位于半波长线路允许的过电压限度区域外，则发出告警信号。

Claims (1)

1.一种适用于半波长输电线路的过电压限制方法，根据半波长线路沿线电压与线路传输的有功功率和无功功率间的关系来确定沿线电压最大值，绘制出半波长线路正常运行时的沿线电压最大值等高线图，通过等高线图来确定线路的传输功率限度，步骤如下：
(1)按照下式计算半波长线路稳态运行时，任意一点的电压与线路n端电压的幅值比a：
a＝((cosβy+Q*sinβy)2+(P*sinβy)2)1/2
其中，β为线路的相位移系数，y为线路n端到所计算点的距离，P*和Q*分别为线路当前传输的有功功率和无功功率的标幺值；
(2)设线路长度为l，使y取到(0,l)上每一个值，按照半波长线路传输的有功功率和功率因数的允许值范围改变的值遍历，绘制出所有的沿线电压幅值曲线；以首端电压为基准值的标幺值，对所有绘制出的沿线电压幅值曲线取最大值，绘制出半波长线路沿线电压最大值随变化的三维曲面，其中，为线路的功率因数；
(3)绘制出步骤(2)中三维曲面的等高线图，并按照半波长线路的过电压要求标出半波长线路允许的过电压限度；
(4)在线路正常运行时，采集线路线路传输的有功功率P和无功功率Q；
(5)以半波长线路的自然功率为基准值，将线路传输的有功功率P和无功功率Q转化成标幺值P1*和Q1*，并计算出线路此时的功率因数
(6)在已绘制出的等高线图中找到的位置，若其位于半波长线路允许的过电压限度区域外，则发出告警信号。
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