一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法技术

本发明专利技术公开了一种基于同向量电流的双回线路电流平衡保护方法，具体包含以下步骤。首先，利用同向量电流突变量实现故障选相。其次，判别故障相是单回线故障还是跨线故障。对于单相故障，直接利用反向量电流判别故障相是否为跨线故障；对于两相故障、三相故障，先利用反向量电流判别故障相是否为单回线故障，若不是则利用反向量与同向量的幅值比进一步判别故障相是否为跨线故障。若为跨线故障，利用同向量电流和电压构成的阻抗元件判断保护是否动作；若为单回线故障，利用同名相电流的幅值大小进行选线跳闸。本发明专利技术能够反应跨线故障，保护性能得到了改善。

A current balance protection method for parallel double circuit lines based on same vector current

The invention discloses a double circuit line current balance protection method based on the same vector current, which comprises the following steps in particular. First, the fault phase selection is realized by using the same vector current mutation. Secondly, judging whether the fault phase is single loop fault or cross line fault. For single-phase faults, the reverse current is directly used to determine whether the fault phase is a cross-line fault; for two-phase faults and three-phase faults, the reverse current is used to determine whether the fault phase is a single-circuit fault, if not, the reverse current is used to further determine whether the fault phase is a cross-line fault by the amplitude ratio of the same vector. If it is a cross-line fault, the impedance component composed of the same vector current and voltage is used to judge whether the protection is operated; if it is a single-circuit fault, the magnitude of the same phase current is used to select the line and trip. The invention can respond to cross line fault and improve the protection performance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法
本专利技术属于电流平衡保护
，涉及一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法。
技术介绍
同杆并架平行双回线具有出线走廊窄、输电容量大、运行可靠等优点，因此在电力系统中得到了广泛应用。但由于存在线间零序互感以及跨线故障等问题，需要开展平行双回线保护的研究。为了简化接线，传统同杆并架平行双回线保护按单回线配置。其中，分相电流差动保护依赖通信通道，其可靠性影响保护性能。纵联零序方向保护在线路末端单相接地故障时，保护安装处的零序电压小，可能会引起零序方向元件的拒动。且在弱电强磁情况下接地故障或断线故障时，线间零序互感会导致另一回线的纵联零序方向保护误动。对于距离保护，由于零序互感的影响，导致其整定复杂，且单相接地故障时，可能造成保护拒动或误动；IBIIC类型跨线故障时，距离保护容易判定为两相故障，从而造成两回线均三相跳闸，严重影响系统的稳定性。针对距离保护存在的问题，两类解决方法被提出。一类方法基于距离保护单回线配置，另一类方法是采用双回线电气量的距离保护，其方法是引入另一回线的零序电流进行补偿。目前，引入另一回线零序电流补偿的方法得到较多研究，但该方法受双回线的运行方式的影响较大。用于同杆并架平行双回线路的电流平衡保护不需要通道、可靠性高、运行维护简单。而传统的电流平衡保护不能反应跨线故障，加之现有的保护配置方案基于单回线配置，限制了电流平衡保护的应用。双回线中单回线故障发生的频率虽高于跨线故障，但跨线故障一旦发生，可能会造成双回线均跳闸的严重后果。因此，有必要研究反应跨线故障的保护原理和方法。近年，我国大力发展智能变电站，其保护测量信息取自合并单元，可同时获取到双回线的电流信息，具备了实现电流平衡保护的条件。智能变电站中采用电子式互感器，也使基于电流量的电流平衡保护不受互感器饱和的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法，能够实现跨线故障的判别。本专利技术所采用的技术方案是，一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、故障选相：通过合并单元采集到两回线的电流信息，并计算同向量相电流差突变量，根据计算出的同向量相电流差突变量选出故障相；步骤2、故障选线：根据步骤1选出故障相，利用反向量电流幅值、反向量电流与同向量电流的幅值比辅助判别故障相是单回线故障还是跨线故障；若为跨线故障，利用母线电压和同向量电流构成阻抗元件判断保护是否动作；若为单回线故障，利用同名相电流的幅值大小选出故障线，保护动作跳开断路器。本专利技术的特点还在于：步骤1具体过程为：步骤1.1、利用合并单元同时采集到两回线的电流以及电压量步骤1.2、计算同向量电流突变量各同向量相电流差突变量分别为：ΔITAB＝|ΔITA-ΔITB|、ΔITBC＝|ΔITB-ΔITC|、ΔITCA＝|ΔITC-ΔITA|；步骤1.3、选出ΔITAB、ΔITBC、ΔITCA中最小的数值，将两个较大数值分别与最小数值相比；若两个比值均不小于5，则该故障为单相故障，；若两个比值不均小于5，该故障不是单相故障，则需判断：式(2)中，|ΔITmax|＝max{ΔITAB,ΔITBC,ΔITCA}；|ΔITmin|＝min{ΔITAB,ΔITBC,ΔITCA}；K1按躲过三相故障时出现的最大比例值整定。步骤2中判别故障相是单回线故障还是跨线故障，具体方法为：当步骤1选出故障相为单相故障，利用反向量电流幅值判别故障是否为单回线故障；若不是单回线故障，则为跨线故障；当步骤1选出故障相为两相故障或三相故障，则先利用反向量电流幅值初步判别故障相是否为单回线故障；再利用反向量电流与同向量电流的幅值比辅助判别故障相是否为跨线故障，若不是跨线故障，则为单回线故障。利用反向量电流幅值判别故障是否为单回线故障方法为：测量I回线某一相的电流突变量II回线某一相的电流突变量计算反向量电流突变量为步骤1选出的故障相；设置反向量电流突变量门槛值ΔIFmin，并比较反向量电流突变量与反向量电流突变量门槛值ΔIFmin；若大于ΔIFmin，则为单回线故障；若小于ΔIFmin，则不是单回线故障。辅助判据进行确定是否为跨线故障具体过程为：判断是否小于若小于则为跨线故障；若不小于则不是跨线故障；其中，σ依据线路参数确定。利用同名相电流的幅值大小选出故障线，具体过程为：表示I回线某一相的电流突变量，表示II回线某一相的电流突变量，若则为I回线为故障线；若则为II回线为故障线。K2取值为1.05-1.1。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法，相对于传统的电流平衡保护方案，可以反应跨线故障；本专利技术是基于单端双回线信息的保护，不需要通道，可靠性高；智能变电站的发展与建设为本专利技术提供了实现条件。附图说明图1是本专利技术一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法中故障相判别流程图；图2是本专利技术中单相故障时的选线流程图；图3是本专利技术中两相故障时的选线流程图；图4是本专利技术中三相故障时的选线流程图；图5是实施例的仿真系统图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、故障选相：如图1所示，通过合并单元采集到两回线的电流信息，并计算同向量相电流差突变量，根据计算出的同向量相电流差突变量选出故障相；具体过程为：步骤1.1、利用合并单元同时采集到两回线的电流以及电压量步骤1.2、计算同向量电流突变量各同向量相电流差突变量分别为：ΔITAB＝|ΔITA-ΔITB|、ΔITBC＝|ΔITB-ΔITC|、ΔITCA＝|ΔITC-ΔITA|；步骤1.3、选出ΔITAB、ΔITBC、ΔITCA中最小的数值，将两个较大数值分别与最小数值相比；若两个比值均不小于5，则该故障为单相故障，数值最小的为非故障相间电流突变量；若两个比值不均小于5，该故障不是单相故障，则需判断：式(2)中，|ΔITmax|＝max{ΔITAB,ΔITBC,ΔITCA}；|ΔITmin|＝min{ΔITAB,ΔITBC,ΔITCA}；K1按躲过三相故障时出现的最大比例值整定。步骤2、故障选线：根据步骤1选出故障相，利用反向量电流幅值、反向量电流与同向量电流的幅值比辅助判别故障相是单回线故障还是跨线故障；判别故障相是单回线故障还是跨线故障，具体方法为：当步骤1选出故障相为单相故障，利用反向量电流幅值判别故障相是否为单回线故障；若不是单回线故障，则为跨线故障；当步骤1选出故障相为两相故障或三相故障，则先利用反向量电流幅值初步判别故障相是否为单回线故障；再利用反向量电流与同向量电流的幅值比辅助判别故障相是否为跨线故障，若不是跨线故障，则为单回线故障。如图2所示，利用反向量电流幅值判别故障相是否为单回线故障方法为：测量I回线某一相的电流突变量II回线某一相的电流突变量计算反向量电流突变量为步骤1选出的故障相；设置反向量电流突变量门槛值ΔIFmin，并比较反向量电流突变量与反向量电流突变量门槛值ΔIFmin；若大于ΔIFmin，则为单回线故障；若小于ΔIFmin，则不是单回线故障。辅助判据进行确定是否为跨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、故障选相：通过合并单元采集到两回线的电流信息，并计算同向量相电流差突变量，根据计算出的同向量相电流差突变量选出故障相；步骤2、故障选线：根据步骤1选出故障相，利用反向量电流幅值、反向量电流与同向量电流的幅值比辅助判别故障相是单回线故障还是跨线故障；若为跨线故障，利用母线电压和同向量电流构成阻抗元件判断保护是否动作；若为单回线故障，利用同名相电流的幅值大小选出故障线，保护动作跳开断路器。

【技术特征摘要】
1.一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、故障选相：通过合并单元采集到两回线的电流信息，并计算同向量相电流差突变量，根据计算出的同向量相电流差突变量选出故障相；步骤2、故障选线：根据步骤1选出故障相，利用反向量电流幅值、反向量电流与同向量电流的幅值比辅助判别故障相是单回线故障还是跨线故障；若为跨线故障，利用母线电压和同向量电流构成阻抗元件判断保护是否动作；若为单回线故障，利用同名相电流的幅值大小选出故障线，保护动作跳开断路器。2.根据权利要求1所述一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法，其特征在于，步骤1具体过程为：步骤1.1、利用合并单元同时采集到两回线的电流以及电压量步骤1.2、计算同向量电流突变量各同向量相电流差突变量分别为：ΔITAB＝|ΔITA-ΔITB|、ΔITBC＝|ΔITB-ΔITC|、ΔITCA＝|ΔITC-ΔITA|；步骤1.3、选出ΔITAB、ΔITBC、ΔITCA中最小的数值，将两个较大数值分别与最小数值相比；若两个比值均不小于5，则该故障为单相故障；若两个比值不均小于5，该故障不是单相故障，则需判断：式(2)中，|ΔITmax|＝max{ΔITAB,ΔITBC,ΔITCA}；|ΔITmin|＝min{ΔITAB,ΔITBC,ΔITCA}；K1按躲过三相故障时出现的最大比例值整定。3.根据权利要求2所述一种基于同向量电流的平行双回线路电流平衡保护方法，其特征在于，步骤2中判别故障相是单回线故障还...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁振锋，吴思奇，张惠智，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61