一种T型线路差动保护改进判据制造技术

本发明专利技术一种T型线路差动保护改进判据，具体按照如下步骤进行：采用双端线路R‑L单相区外、区内故障分量模型，结合纵向阻抗在双端线路区外、区内故障时不同的故障特征，得到双端线路在R‑L单相线路上的保护改进判据，再根据相似性得到T型线路在R‑L单相线路上发生区外、区内故障时的保护改进判据以及T型线路发生区内故障时在三相线路解耦后的保护改进判据和T型线路发生区外故障时在三相线路解耦后的保护改进判据。本发明专利技术一种T型线路差动保护改进判据实现克服了传统电流差动保护整定困难，易受电容电流和电流互感器暂态饱和的问题。

An Improved Criterion for T-type Line Differential Protection

An improved criterion of T-type line differential protection is presented in this paper, which is carried out in the following steps: adopting the fault component model of R_L single-phase line outside and inside, combining the different fault characteristics of longitudinal impedance outside and inside the fault area of double-terminal line, the improved criterion of protection of double-terminal line on R_L single-phase line is obtained, and then according to the similarity, the improved criterion of protection of T-type line on R_L single-phase line is obtained. The improved protection criteria for out-of-zone and in-zone faults on the road, the improved protection criteria after decoupling of three-phase lines when T-type lines are in-zone faults and the improved protection criteria after decoupling of three-phase lines when T-type lines are out-of-zone faults. The improved criterion of T-type line differential protection overcomes the difficulties of setting traditional current differential protection and is vulnerable to transient saturation of capacitive current and current transformer.

【技术实现步骤摘要】
一种T型线路差动保护改进判据
本专利技术属于交流输电线路继电保护
，具体涉及一种T型线路差动保护改进判据。
技术介绍
随着大规模分布式电源的接入，T型或多端的分布式电厂(包括风电场)联络线越来越多地出现在电网框架结构中，使得电网系统的运行方式更为复杂，导致按常规系统配置的继电保护面临巨大挑战。因此，研究多端输电线路故障后保护的可靠性、选择性、灵敏性具有十分重要的意义。目前，T型或多端输电线路大都采用电流差动保护作为主要保护配置。根据差动保护中差动电流和制动电流的构成形式不同，保护判据大致可分为全电流相量差动、各种形式的电流故障分量差动、零序电流差动、采样值差动、电流相位差动等不同形式，所以不同形式判据的灵敏度和可靠性也不相同。在长距离高压输电线路中，由于分布电容电流的存在，导致不平衡电流增大，有可能造成电流差动保护的误动。目前，主要通过提高动作门槛值或电容电流补偿的方法来弥补电容电流对差动保护带来的不利影响。但是提高电流差动保护的制动系数和起始门槛值，势必会削弱保护的灵敏度，而各种补偿方法又都有其自身的缺点。由于多端线路自身的特殊性，区外故障时短路电流为各端电流之和，其幅值很大，容易使近故障端的电流互感器发生饱和，从而造成差动保护的误动。目前国内外识别电流互感器饱和的方法有时差法、谐波制动法、小波检测法差分法等，但上述各种方法都有一定的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种T型线路差动保护改进判据，实现了T型高压输电线路发生故障后能够准确、灵敏判别故障并有效动作，克服了传统电流差动保护整定困难，易受电容电流和电流互感器暂态饱和的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种T型线路差动保护改进判据，具体按照以下步骤实施：步骤1：采用双端线路R-L单相区外、区内故障分量模型，结合纵向阻抗在双端线路区外、区内故障时不同的故障特征，得到双端线路在R-L单相线路上的保护改进判据；步骤2：采用T型线路R-L单相区外、区内故障分量模型，结合步骤1得到的保护改进判据，根据相似性，得到T型线路在R-L单相线路上发生区外、区内故障时的保护改进判据；步骤3：采用T型线路三相故障附加网络图，结合步骤2中T型线路一端发生区内故障时，T型线路其它两端的工频电压故障分量差的关系式，根据相似性，分析得到T型线路发生区内故障时在三相线路解耦后的保护改进判据，结合步骤2得到的T型线路在R-L单相线路上发生区外故障时的保护改进判据，根据相似性，得到T型线路发生区外故障时在三相线路解耦后的保护改进判据。本专利技术的特点还在于，步骤1具体如下：分别在双端线路R-L单相区外、区内故障分量模型中的双端线路的两端设定电气测量端m端与n端，结合纵向阻抗在双端线路区外、区内故障时不同的故障特征，规定各端电流的正方向为母线流向被保护线路的方向，得出双端线路在R-L单相线路上的保护改进判据如式(1)所示，所述式(1)为：式(1)中，和分别是双端线路m端与n端的工频电流故障分量，为m端与n端的工频电流故障分量和，为双端线路m端与n端的电压故障分量差，和分别是双端线路m端与n端的工频电压故障分量，z是单位长度的线路阻抗，D是被保护线路全长，其中，为双端线路在R-L单相线路上发生区外故障时的保护改进判据，为双端线路在R-L单相线路上发生区内故障时的保护改进判据，为双端线路在R-L单相线路上发生区外、内故障时的保护改进判据的动作量，是线路阻抗。步骤2具体按照以下步骤实施：步骤2.1：根据步骤1得到的双端线路在R-L单相线路上的保护改进判据(1)中的双端线路在R-L单相线路上发生区外故障时的保护改进判据中的动作量和线路阻抗的形式，根据相似性，分析T型线路在R-L单相线路上发生区外故障时的保护改进判据：在T型线路R-L单相区外故障分量模型中的T型线路上的T节点上设定一个T节点测量端，在T型线路R-L单相区外故障分量模型中的T型线路上的三端上设定三个电气测量端m端、n端、p端，当T型线路m端发生区外故障时，m端与n端的工频电压故障分量差如式(2)所示，所述式(2)为：式中，和分别是T型线路m端、n端的工频电压故障分量，和分别是T型线路m端、n端的工频电流故障分量，z是单位长度的线路阻抗，D1、D2分别为T型线路m、n端母线处到T节点的距离，结合T型线路m端、n端、p端三端工频电流故障分量的关系式(3)将式(2)表示为式(4)，所述式(3)、式(4)为：式(3)中是T型线路p端的工频电流故障分量，由电压故障分量分布的原则，T型线路m端到n端移动时，根据T型线路m端电压高于n端电压的关系，将式(4)转化为式(5)，所述式(5)为：将不等式(5)转化得到式(6)为：式中，z(D1+D2)是T型线路m端到n端之间的线路串联阻抗，同理，当T型线路m端发生区外故障时，得出m端与p端之间工频电压故障分量差的关系式(7)为：式(7)中，是T型线路p端的工频电压故障分量，D3是T型线路p端母线到T节点的距离，结合T型线路m端、n端、p端三端工频电流故障分量的关系式(3)将式(7)表示为式(8)，所述式(8)为：由电压故障分量分布的原则，T型线路m端到p端移动时，T型线路m端电压高于p端电压的关系，将式(8)转化为式(9)，所述式(9)为：将不等式(9)化简得到式(10)为：式(10)中，z(D1+D3)是T型线路m端到p端之间的线路串联阻抗，同理，当T型线路m端发生区外故障时，得出n端与p端之间工频电压故障分量差的关系式(11)为：式(11)中，是T型线路n端的工频电压故障分量，D2是T型线路n端母线到T节点的距离，结合T型线路m端、n端、p端三端工频电流故障分量的关系式(3)将式(11)表示为式(12)，所述式(12)为：由电压故障分量分布的原则，T型线路n端到p端移动时，T型线路n端电压高于p端电压的关系，将式(12)转化为式(13)，所述式(13)为：将不等式(13)转化得到式(14)为：式(14)中，z(D2+D3)是T型线路n端到p端之间的线路串联阻抗，以故障点电压作为参考电压，根据电压分配原则，选择两端之间电压差幅值中最大的一个作为整定值中的电压差，表示为式(15)：结合式(6)、(10)、(14)和式(11)得出当T型线路m端发生区外故障时，T型线路在R-L单相线路上的保护改进判据为：其中，为判据的动作量，Z′为构成两端之间的线路串联阻抗，Z′＝z(D1+D2)或z(D1+D3)或z(D2+D3)，同理，当T型线路n端、p端至T节点之间发生区外故障时，根据T型线路R-L单相区外故障分量模型得到和式(16)相同的保护改进判据，故式(16)为T型线路在R-L单相线路上发生区外故障时的保护改进判据；步骤2.2：根据步骤1得到的双端线路在R-L单相线路上发生区外、区内故障时的保护改进判据(1)中动作量、线路阻抗的形式，根据相似性，分析T型线路区内故障：在T型线路R-L单相区内故障分量模型中的T型线路上的T节点上设定一个T节点测量端，在T型线路R-L单相区外故障分量模型中的T型线路上的三端上设定三个电气测量端m端、n端、p端，当T型线路m端发生区内故障时，T型线路三端工频电流故障分量的相量和表示为：式中是故障点的等效工频故障电流，T型线路m、n两端的工频电压故障分量差表示为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种T型线路差动保护改进判据，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1：采用双端线路R‑L单相区外、区内故障分量模型，结合纵向阻抗在双端线路区外、区内故障时不同的故障特征，得到双端线路在R‑L单相线路上的保护改进判据；步骤2：采用T型线路R‑L单相区外、区内故障分量模型，结合步骤1得到的保护改进判据，根据相似性，得到T型线路在R‑L单相线路上发生区外、区内故障时的保护改进判据；步骤3：采用T型线路三相故障附加网络图，结合步骤2中T型线路一端发生区内故障时，T型线路其它两端的工频电压故障分量差的关系式，根据相似性，分析得到T型线路发生区内故障时在三相线路解耦后的保护改进判据，结合步骤2得到的T型线路在R‑L单相线路上发生区外故障时的保护改进判据，根据相似性，得到T型线路发生区外故障时在三相线路解耦后的保护改进判据。

【技术特征摘要】
1.一种T型线路差动保护改进判据，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1：采用双端线路R-L单相区外、区内故障分量模型，结合纵向阻抗在双端线路区外、区内故障时不同的故障特征，得到双端线路在R-L单相线路上的保护改进判据；步骤2：采用T型线路R-L单相区外、区内故障分量模型，结合步骤1得到的保护改进判据，根据相似性，得到T型线路在R-L单相线路上发生区外、区内故障时的保护改进判据；步骤3：采用T型线路三相故障附加网络图，结合步骤2中T型线路一端发生区内故障时，T型线路其它两端的工频电压故障分量差的关系式，根据相似性，分析得到T型线路发生区内故障时在三相线路解耦后的保护改进判据，结合步骤2得到的T型线路在R-L单相线路上发生区外故障时的保护改进判据，根据相似性，得到T型线路发生区外故障时在三相线路解耦后的保护改进判据。2.根据权利要求1所述的一种T型线路差动保护改进判据，其特征在于，所述步骤1具体如下：分别在双端线路R-L单相区外、区内故障分量模型中的双端线路的两端设定电气测量端m端与n端，结合纵向阻抗在双端线路区外、区内故障时不同的故障特征，规定各端电流的正方向为母线流向被保护线路的方向，得出双端线路在R-L单相线路上的保护改进判据如式(1)所示，所述式(1)为：式(1)中，和分别是双端线路m端与n端的工频电流故障分量，为m端与n端的工频电流故障分量和，为双端线路m端与n端的电压故障分量差，和分别是双端线路m端与n端的工频电压故障分量，z是单位长度的线路阻抗，D是被保护线路全长，其中，为双端线路在R-L单相线路上发生区外故障时的保护改进判据，为双端线路在R-L单相线路上发生区内故障时的保护改进判据，为双端线路在R-L单相线路上发生区外、内故障时的保护改进判据的动作量，是线路阻抗。3.根据权利要求2所述的一种T型线路差动保护改进判据，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：步骤2.1：根据步骤1得到的双端线路在R-L单相线路上的保护改进判据(1)中的双端线路在R-L单相线路上发生区外故障时的保护改进判据中的动作量和线路阻抗的形式，根据相似性，分析T型线路在R-L单相线路上发生区外故障时的保护改进判据：在T型线路R-L单相区外故障分量模型中的T型线路上的T节点上设定一个T节点测量端，在T型线路R-L单相区外故障分量模型中的T型线路上的三端上设定三个电气测量端m端、n端、p端，当T型线路m端发生区外故障时，m端与n端的工频电压故障分量差如式(2)所示，所述式(2)为：式中，和分别是T型线路m端、n端的工频电压故障分量，和分别是T型线路m端、n端的工频电流故障分量，z是单位长度的线路阻抗，D1、D2分别为T型线路m、n端母线处到T节点的距离，结合T型线路m端、n端、p端三端工频电流故障分量的关系式(3)将式(2)表示为式(4)，所述式(3)、式(4)为：式(3)中是T型线路p端的工频电流故障分量，由电压故障分量分布的原则，T型线路m端到n端移动时，根据T型线路m端电压高于n端电压的关系，将式(4)转化为式(5)，所述式(5)为：将不等式(5)转化得到式(6)为：式中，z(D1+D2)是T型线路m端到n端之间的线路串联阻抗，同理，当T型线路m端发生区外故障时，得出m端与p端之间工频电压故障分量差的关系式(7)为：式(7)中，是T型线路p端的工频电压故障分量，D3是T型线路p端母线到T节点的距离，结合T型线路m端、n端、p端三端工频电流故障分量的关系式(3)将式(7)表示为式(8)，所述式(8)为：由电压故障分量分布的原则，T型线路m端到p端移动时，T型线路m端电压高于p端电压的关系，将式(8)转化为式(9)，所述式(9)为：将不等式(9)化简得到式(10)为：式(10)中，z(D1+D3)是T型线路m端到p端之间的线路串联阻抗，同理，当T型线路m端发生区外故障时，得出n端与p端之间工频电压故障分量差的关系式(11)为：式(11)中，是T型线路n端的工频电压故障分量，D2是T型线路n端母线到T节点的距离，结合T型线路m端、n端、p端三端工频电流故障分量的关系式(3)将式(11)表示为式(12)，所述式(12)为：由电压故障分量分布的原则，T型线路n端到p端移动时，T型线路n端电压高于p端电压的关系，将式(12)转化为式(13)，所述式(13)为：将不等式(13)转化得到式(14)为：式(14)中，z(D2+D3)是T型线路n端到p端之间的线路串联阻抗，以故障点电压作为参考电压，根据电压分配原则，选择两端之间电压差幅值中最大的一个作为整定值中的电压差，表示为式(15)：结合式(6)、(10)、(14)和式(11)得出当T型线路m端发生区外故障时，T型线路在R-L单相线路上的保护改进判据为：其中，为判据的动作量，Z′为构成两端之间的线路串联阻抗，Z′＝z(D1+D2)或z(D1+D3)或z(D2+D3)，同理，当T型...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏经德，秦瑞敏，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61