一种用于半波长输电线路的伴随阻抗保护方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及电力系统继电保护领域，具体设及一种用于半波长输电线路的伴随阻 抗保护方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术提供，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。 本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的： -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 =相电流及=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：[001 引 AfM=( AiMa-AiMb)2+( AiMb-AiMc)2+( AiMc-AiMa)2>fMset (I) 式（I)中，AfM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，A iMa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，A iMb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，A iM。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，fMset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：[001 引 AfN=( A iN厂 A iNb)2+( A iNb-A iNc)2+( A iNc-A iNa)2>fNset (2) 式(2)中，AfN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，AiNa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，A iNb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，A iN。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，fNset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：(3) 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，At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A t = tM-tN，其中，tM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，tN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^'>1或^'<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：(4)式(4)中，Imx-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，Imx为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处M的財目电流，Umx-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，Umx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，r = 为所述半波长输电线路的传播常数，式 为所述半波长输电线路的波阻抗，Yo为所述半波长输电线路的单位长度导纳，Zo为所述半波 长输电线路的单位长度阻抗，乂￡{4,8，(：}，其中，当^'>1时，^'取^1^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：巧> 式巧）中，Inx+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，Inx为所述半波长输电线路的继电保护装置安装处N的財目电流，Unx+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，Unx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：C6) 式(6)中，Zxz为所述半波长输电线路的X相稳态量阻抗，Inx+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处的財时H尝电流，Unx+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，Imx-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，Umx-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处的財目补偿电压，Xe {A，B，C}; 确定所述半波长输电线路的变化量阻抗的公式为：饥 式(7)中，AZxz为所述半当前第本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜丁香，柳焕章，周泽昕，梁旭明，郭雅蓉，王兴国，李连海，王德林，李肖，陈祥文，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国家电网公司华中分部，
类型：发明
国别省市：北京;11