基于位置相对系数方向特性双回线路非同名相跨线接地故障识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于位置相对系数方向特性双回线路非同名相跨线接地故障识别方法。本发明专利技术方法采用集中参数建模，计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流，计算同杆并架双回线路I回线路的零序补偿电流，计算同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的故障相电压，计算非同名相跨线接地故障点与同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的位置相对系数，然后利用非同名相跨线接地故障点与同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的位置相对系数方向特性实现双回线路非同名相跨线接地故障的准确判别，判别结果不受线间零序互感、过渡电阻、负荷电流和电力系统运行方式等因素的影响，适用于同杆并架双回线路单端电气量后备保护。

【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基于位置相对系数 方向特性双回线路非同名相跨线接地故障识别方法。
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。同杆并架双回线路线间存在零序互感，零序互感对 零序补偿系数产生影响，进而产生附加阻抗，因零序互感引起的附加阻抗会导致保护装置 测量到的故障阻抗大于实际故障阻抗，造成同杆并架双回线路保护区内靠近保护整定范围 处发生接地故障时，保护出现误动作，对电网安全稳定运行不利。 同杆并架双回线路即使发生经杆塔直接接地故障，在±壤电阻率较低的地区过渡 电阻也在10Q附近；在电阻率较高的地方过渡电阻可达30Q，或甚至更高。过渡电阻不为 零使得保护装置计算得到的故障阻抗除包含反应真实故障距离的故障阻抗分量外，还包含 了因过渡电阻而产生的附加阻抗。过渡电阻产生的附加阻抗呈阻感性或呈阻容性容易造成 接地阻抗距离保护拒动或稳态超越。保护误动或拒动，会给电力系统安全运行带来重大的 损失，甚至有可能会威胁到电力系统的稳定性。 现有同杆并架双回线路接地距离保护的动作特性圆边界经过坐标原点，由于坐标 原点位于动作特性圆边界上，保护正向出口接地故障时保护存在死区，且随着过渡电阻和 负荷电流增大，保护正向出口死区越大。由于坐标原点位于动作特性圆边界上，保护反方向 出口接地故障存在误动的可能，且过渡电阻越大，保护反方向出口接地故障时保护越容易 误动作。 由于同杆并架双回线路线间存在很强的零序互感，现有接地距离保护无法获取另 一回线路的零序电流，算法模型中无法消除线间零序互感的影响，受线间零序互感的影响， 传统接地距离保护应用于同杆并架双回线路时其保护范围将大大扩大，在保护整定范围处 故障常常存在稳态超越，使得保护区外故障时容易发生误动作，容易造成潮流大转移，引发 大面积停电事故发生。
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，提供一种基于位置相对系数方向特 性双回线路非同名相跨线接地故障识别方法，该方法计及线间零序互感的影响，利用非同 名相跨线接地故障点与同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的位置相对系数方向 特性实现双回线路非同名相跨线接地故障的准确判别，判别结果不受线间零序互感、过渡 电阻、负荷电流和电力系统运行方式等因素的影响，适用于同杆并架双回线路单端电气量 后备保护。 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^(^巧零序电流/1。；其中，4为故障相；4 =I回线路A相、I回线路6相、1回线路C相； 但）保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流4=4(-4巧-例-灿啤巧-饼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 =!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I回线路的零序补偿电流A/ : (4)保护装置计算同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处Iwt点的故障相电 压嘶[001引其中，1为同杆并架双回线路I回线路长度；写1为同杆并架双回线路I回线路的 正序阻抗；A/为同杆并架双回线路I回线路的零序补偿电流；Iwt为同杆并架双回线路I回 线路保护整定范围，取0. 85倍同杆并架双回线路I回线路长度； (5)保护装置计算非同名相跨线接地故障点与同杆并架双回线路I回线路保护整 定范围处的位置相对系婆[001引其中，1为同杆并架双回线路I回线路长度；Zu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([y为疗W的实部；ImfoJ 为氏惭虚部；Re(4+4)为与。的实部脚(4+4)为4+4的虚部为的虚部；Iwt为同杆并架双回线路I回线路保护整定范 围，取0.85倍同杆并架双回线路I回线路长度；A/为同杆并架双回线路I回线路的零序补 偿电流； (6)保护装置判断非同名相跨线接地故障点与同杆并架双回线路I回线路保护整 定范围处的位置相对系数P< 0是否成立，若成立，则判断非同名相跨线接地故障点位于同 杆并架双回线路I回线路保护整定范围之内，发出动作跳闽信号； (7)保护装置判断非同名相跨线接地故障点与同杆并架双回线路I回线路保护整 定范围处的位置相对系数P> 0是否成立，若成立，则判断非同名相跨线接地故障点位于同 杆并架双回线路I回线路保护整定范围之外，发出闭锁信号。 本专利技术的特点及技术成果： 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，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仍具有很高的故障 判别准确性。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，保护 二次回路相互独立不互串，增强故障判别结果准确性。本专利技术方法计及线间零序互感的影 响，消除了线间零序互感对故障判别结果的影响。本专利技术方法采用集中参数建模，利用非同 名相跨线接地故障点与同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的位置相对系数方向 特性实现双回线路非同名相跨线接地故障的准确判别，判别结果不受线间零序互感、过渡 电阻、负荷电流和电力系统运行方式等因素的影响，适用于同杆并架双回线路单端电气量 后备保护。【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母线编号。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和零序电流其中，4为 故障相；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/。。=/1。(-〇)兩+,'2当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于位置相对系数方向特性双回线路非同名相跨线接地故障识别方法，其特征在于，包括如下依序步骤：(1)保护装置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为故障相；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I回线路的零序补偿电流ΔI·=I·Iφ+ZI0-ZI1ZI1I·I0+Zm3ZI1I·II0]]>(4)保护装置计算同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处lset点的故障相电压U·(lset)=U·Iφ-lsetlZI1ΔI·]]>其中，l为同杆并架双回线路I回线路长度；ZI1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；为同杆并架双回线路I回线路的零序补偿电流；lset为同杆并架双回线路I回线路保护整定范围，取0.85倍同杆并架双回线路I回线路长度；(5)保护装置计算非同名相跨线接地故障点与同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的位置相对系数p=Re(U·Iφ)lm(ZI1lΔI·)-Im(U·Iφ)Re(ZI1lΔI·)Im(ZI1lΔI·)Re(I·I0+I·II0)-Re(ZI1lΔI·)Im(I·I0+I·II0)(I·I0+I·II0)-U·(lset)ZI1lΔI·;]]>其中，l为同杆并架双回线路I回线路长度；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；为的实部；为的虚部；lset为同杆并架双回线路I回线路保护整定范围，取0.85倍同杆并架双回线路I回线路长度；为同杆并架双回线路I回线路的零序补偿电流；(6)保护装置判断非同名相跨线接地故障点与同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的位置相对系数p＜0是否成立，若成立，则判断非同名相跨线接地故障点位于同杆并架双回线路I回线路保护整定范围之内，发出动作跳闸信号；(7)保护装置判断非同名相跨线接地故障点与同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的位置相对系数p＞0是否成立，若成立，则判断非同名相跨线接地故障点位于同杆并架双回线路I回线路保护整定范围之外，发出闭锁信号。...

【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