双回线路非同名相跨线接地故障方向判别方法技术

本发明专利技术公开了一种双回线路非同名相跨线接地故障方向判别方法。本发明专利技术根据同杆并架双回线路I回线路保护安装处到单相接地故障点的电压降可等效为正电阻-电感元件的电压降；同杆并架双回线路反方向发生非同名相跨线接地故障时，同杆并架双回线路I回线路保护安装处到单相接地故障点的电压降可等效为负电阻-电容元件的电压降这一特性计算方向判别系数，根据方向系数正负判别双回线路非同名相跨线接地故障方向。本发明专利技术方法只用到单端单回线路电气量，不需要引入另一回线路电气量，双回线路非同名相跨线接地故障方向判别结果不受电力系统运行方式的影响，在电力系统运行方式发生较大改变时具有很强的适应能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及电力系统继电保护
，具体地说是设及一种双回线路非同名相 跨线接地故障方向判别方法。
技术介绍
同杆并架双回线路具有占地面积少、造价成本低，连接电网运行稳定可靠，已成为 电力系统一种常见输电线路连接方式。同杆并架双回线路发生非同名相跨线接地故障后， 流过故障线路的零序电流通过线间零序互感在相连线路上产生感应零序电压，受感应零序 电压的影响，零序方向元件会将正常运行的被保护线路误判断为故障线路，造成零序方向 元件误动作，尤其是同杆并架双回线路非同名相跨线经高阻接地故障时，受感应零序电压 的影响，零序方向元件常常误动作，导致正常运行线路被误切除，给电网安全稳定运行带来 非常不利的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种判别性能不受线间零序互 感、过渡电阻和负荷电流影响，适用于双回线路非同名相跨线接地故障的故障方向判别方 法。 为完成上述目的，本专利技术采用如下技术方案： ，其特征在于，包括如下依序步 骤： (1)保护装置测量同杆并架双回线路I回线路保护安装处的故障相电压故障 相电流与^和零序电流4;其中，4 =I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相； (2)保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流相角a; 曰=Ti+r]- n - 0[000引其中，Zm为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序互感；Zi。为同 杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；写1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；4 = I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；的虚函数值；j为复数算子； 做保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流4=/i〇(c〇sa+ysina); (4)保护装置计算方向判别系数k: 其中，Zm为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序 互感；写。为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；ZII为同杆并架双回线路I回线路的正 序阻抗；4 =I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；Re心为的实部； (5)保护装置判断方向判别系数k〉0是否成立，若成立，则判断同杆并架双回线路 正方向发生非同名相跨线接地故障；保护装置判断方向判别系数k<0是否成立，若成立，贝U 判断同杆并架双回线路反方向发生非同名相跨线接地故障。 本专利技术的特点及技术成果： 本专利技术方法首先测量同杆并架双回线路I回线路保护安装处的故障相电压、故障 相电流和零序电流，计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流，然后根据同杆并架双回 线路正方向发生非同名相跨线接地故障时，同杆并架双回线路I回线路保护安装处到单相 接地故障点的电压降可等效为正电阻-电感元件的电压降；同杆并架双回线路反方向发生 非同名相跨线接地故障时，同杆并架双回线路I回线路保护安装处到单相接地故障点的电 压降可等效为负电阻-电容元件的电压降该一特性计算方向判别系数，根据方向系数正负 判别双回线路非同名相跨线接地故障方向。本专利技术方法只用到单端单回线路电气量，不需 要引入另一回线路电气量，双回线路非同名相跨线接地故障方向判别结果不受电力系统运 行方式的影响，在电力系统运行方式发生较大改变时具有很强的适应能力。本专利技术方法计 及线间零序互感和接地故障点电压的影响，消除了线间零序互感、过渡电阻和负荷电流对 双回线路非同名相跨线接地故障方向判别结果的影响，判别性能稳定、正确可靠。【附图说明】 图1为应用本专利技术的同杆并架双回线路输电系统示意图。【具体实施方式】 图1为应用本专利技术的同杆并架双回线路输电系统示意图。图1中PT为电压互感 器、CT为电流互感器，m、n为同杆并架双回线路的两端编号。保护装置测量同杆并架双回 线路I回线路保护安装处的故障相电压、故障相电流/w和零序电流:其中，4 =I回 线路A相、I回线路B相、I回线路C相。 保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流相角a; 曰=Ti+r]- n - 0 其中，Zm为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的 零序互感；写。为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Z。为同杆并架双回线路I回 线路的正序阻抗；4 =I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相； 保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流知〇 =/,<,(〇)S? + ./sim/):其 中，j为复数算子。 保护装置计算方向判别系数k: 其中，Zm为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序 互感；写。为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；ZII为同杆并架双回线路I回线路的正 序阻抗；4 =I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；Rc心为的实部；]m心 保护装置判断方向判别系数k〉0是否成立，若成立，则判断同杆并架双回线路正 方向发生非同名相跨线接地故障。 保护装置判断方向判别系数k<0是否成立，若成立，则判断同杆并架双回线路反 方向发生非同名相跨线接地故障。 本专利技术方法首先测量同杆并架双回线路I回线路保护安装处的故障相电压、故障 相电流和零序电流，计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流，然后根据同杆并架双回 线路正方向发生非同名相跨线接地故障时，同杆并架双回线路I回线路保护安装处到单相 接地故障点的电压降可等效为正电阻-电感元件的电压降；同杆并架双回线路反方向发生 非同名相跨线接地故障时，同杆并架双回线路I回线路保护安装处到单相接地故障点的电 压降可等效为负电阻-电容元件的电压降该一特性计算方向判别系数，根据方向系数正负 判别双回线路非同名相跨线接地故障方向。本专利技术方法只用到单端单回线路电气量，不需 要引入另一回线路电气量，双回线路非同名相跨线接地故障方向判别结果不受电力系统运 行方式的影响，在电力系统运行方式发生较大改变时具有很强的适应能力。本专利技术方法计 及线间零序互感和接地故障点电压的影响，消除了线间零序互感、过渡电阻和负荷电流对 双回线路非同名相跨线接地故障方向判别结果的影响，判别性能稳定、正确可靠。 W上所述仅为本专利技术的较佳具体实施例，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.，其特征在于，包括如下依序步骤： (1) 保护装置测量同杆并架双回线路I回线路保护安装处的故障相电压、故障相电 流/i彳和零序电流/|():其中，巾=I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相； (2) 保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流相角a: a=r1+r2~ji- 0;zm为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线 ) 路II回线路之间的零序互感；ZM为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；zn为同杆 并架双回线路I回线路的正序阻抗；巾=I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；⑶保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流/IIQ=/m(c〇犯+ ./Sirm): (4)保护装置计算方向判别系数k:其中，Zm为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序互 感；ZM为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Zn为同杆并架双回线路I回线路的正 序阻抗；本文档来自技高网...

【技术保护点】
双回线路非同名相跨线接地故障方向判别方法，其特征在于，包括如下依序步骤：(1)保护装置测量同杆并架双回线路I回线路保护安装处的故障相电压故障相电流和零序电流其中，φ＝I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；(2)保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流相角α：α＝r1+r2‑π‑β其中，r1=sin-1(a3b1(a3b1)2+(a1b3)2);]]>r2=sin-1(a1b2-a2b1(a3b1)2+(a1b3)2);]]>a1=Re(U·IφZI1);]]>b1=Im(U.IφZI1);]]>a2=Re(I·Iφ+ZI0-ZI1ZI1I·I0);]]>b2=Im(I·Iφ+ZI0-ZI1ZI1I·I0);]]>a3=b3=|Zm3ZI1I·I0|;]]>β=Arg(Zm3ZI1I·I0);]]>Zm为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序互感；ZI0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；ZI1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ＝I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；为的实部；为的虚部；为的实部；为的虚部；为的幅值；为的相角；为的反正弦函数值；为的反正弦函数值；j为复数算子；(3)保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流(4)保护装置计算方向判别系数k：k=Re(U·Iφ)Im(I·I0+I·II0)-Im(U·Iφ)Re(I·I0+I·II0)Re(ZI1(I·Iφ+ZI0-ZI1ZI1I·I0+Zm3ZI1I·II0))Im(I·I0+I·II0)-Re(I·I0+I·II0)Im(ZI1(I·Iφ+ZI0-ZI1ZI1I·I0+Zm3ZI1I·II0))]]>其中，Zm为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序互感；ZI0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；ZI1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ＝I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；为的实部；为的虚部；为的实部；为的虚部；为的虚部；为的实部；(5)保护装置判断方向判别系数k>0是否成立，若成立，则判断同杆并架双回线路正方向发生非同名相跨线接地故障；保护装置判断方向判别系数k<0是否成立，若成立，则判断同杆并架双回线路反方向发生非同名相跨线接地故障。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾惠敏，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网福建省电力有限公司，国网福建省电力有限公司检修分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11