基於沿線電壓幅值分布特性線路單相接地電壓保護方法
2023-05-03 09:31:51
基於沿線電壓幅值分布特性線路單相接地電壓保護方法
【專利摘要】基於沿線電壓幅值分布特性線路單相接地電壓保護方法，首先測量輸電線路保護安裝處的故障相電壓、故障相電流和零序電流，採用分布參數建模，從輸電線路保護安裝處開始，以固定步長遞增依次計算輸電線路上每一點的故障相電壓，然後選取輸電線路上故障相電壓幅值達到最小對應的點為輸電線路單相接地故障點，判斷輸電線路上故障相電壓幅值達到最小的點是否位於保護整定範圍內，若位於保護整定範圍內，則發出動作跳閘信號。本發明方法利用輸電線路保護安裝處到單相接地故障點的沿線電壓幅值呈單調遞減，單相接地故障點到輸電線對端的沿線電壓幅值呈單調遞增的特性構成輸電線路單相接地故障繼電保護，具有很強的耐受過渡電阻和抗負荷電流影響的能力。
【專利說明】基於沿線電壓幅值分布特性線路單相接地電壓保護方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統繼電保護【技術領域】，具體地說是涉及一種基於沿線電壓幅值 分布特性線路單相接地電壓保護方法。
【背景技術】
[0002] 距離保護由於受電力系統運行方式和結構變化影響小，能瞬間有選擇性的切除輸 電線路各種故障，在電力系統輸電線路保護中獲得了廣泛應用。高壓輸電線路上距離保護 被用作輸電線路主保護，超/特高壓交流輸電線路上距離保護被用作輸電線路後備保護。 目前電力系統輸電線路廣泛應用的距離保護主要包括工頻變化量距離保護和阻抗距離保 護。
[0003] 工頻變化量距離保護通過反應工作電壓幅值突變量構成距離保護，該方法具有受 電力系統運行方式影響小和抗過渡電阻能力強等優勢。但由於該方法所採用的工作電壓幅 值突變量僅在故障初期存在，無法用作超/特高壓交流輸電線路後備保護。
[0004] 阻抗距離保護根據故障阻抗大小反映故障距離長度以區分故障點位於保護區內 或是位於保護區外。阻抗距離保護由於受電力系統運行方式和結構變化影響小，用於計算 故障阻抗的電氣量為全故障分量，適用於整個故障過程。因此，阻抗距離保護既可用於高壓 輸電線路主保護，也可用作超/特高壓交流輸電線路後備保護。
[0005] 然而，傳統接地阻抗距離保護前提假設接地故障點電壓為零，通過故障相電壓和 故障相電流比值計算故障阻抗，並根據故障阻抗大小來反映故障點的遠近以決定是否發出 跳閘信號。實際上，在電力系統中，除了人為構造的金屬性接地短路故障外，接地故障點電 壓幾乎不可能為零，因此，接地故障點電壓會對接地阻抗距離保護動作性能造成嚴重影響。
[0006] 實際電力系統中，特高壓交流輸電線路的電壓、電流傳輸具有明顯的波過程，沿線 分布電容電流大，對阻抗距離保護動作性能的影響不能忽略。考慮線路沿線對地電容的影 響，故障阻抗與故障距離呈雙曲正切函數關係，雙曲正切函數特性決定了阻抗繼電器耐過 渡電阻能力差，過渡電阻所帶來的附加阻抗將嚴重影響阻抗繼電器的動作性能。特壓交流 輸電線路輸送大容量電能，是重負荷輸電線路，重負荷電流會使阻抗距離保護的動作靈敏 度降低，重負荷電流對阻抗距離保護動作性能的影響不能忽略。
[0007] 據國家電網公司統計，電力系統輸電線路發生的各種故障類型中單相接地故障佔 80%以上，因此，研究一種適用於特高壓交流輸電線路單相接地故障的繼電保護方法具有 非常重要的工程意義。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的在於克服已有技術存在的不足，提供一種適用於實現特高壓交流輸 電線路單相接地故障整個故障過程的單端繼電保護功能，保護出口單相接地故障時無保護 死區，保護反方向出口單相接地故障時不誤動作，動作性能不受分布電容電流、過渡電阻和 負荷電流影響的基於沿線電壓幅值分布特性線路單相接地電壓保護方法。
[0009] 為完成上述目的，本發明採用如下技術方案：
[0010] 基於沿線電壓幅值分布特性線路單相接地電壓保護方法，包括如下依序步驟：
[0011] (1)保護裝置測量輸電線路保護安裝處的故障相電壓
【權利要求】
1.基於沿線電壓幅值分布特性線路單相接地電壓保護方法，其特徵在於，包括如下依 序步驟： (1) 保護裝置測量輸電線路保護安裝處的故障相電壓
故障相電流
和零序電流
其中，Φ = A、B、C相； (2) 保護裝置從輸電線路保護安裝處開始，以固定步長遞增依次計算輸電線路上每一 lx點處的故障相電壓
直 至輸電線路全長；其中，Φ =A、B、C相；&為輸電線路保護安裝處的系統零序等值阻抗； h、分別為輸電線路正序、零序傳播係數；Zel、Ze(l分別為輸電線路正序、零序波阻抗； ch(.)為雙曲餘弦函數；sh(.)為雙曲正弦函數；th(.)為雙曲正切函數； (3) 保護裝置選取輸電線路上故障相電壓幅值
達到最小對應的lx點為輸電線路 單相接地故障點，並判斷輸電線路上故障相電壓幅值
達到最小的lx點是否位於保護 整定範圍內，若位於保護整定範圍內，則保護裝置發出動作跳閘信號，跳開輸電線路兩端的 斷路器。
【文檔編號】H02H7/26GK104092199SQ201410361115
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】曾惠敏 申請人:國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司檢修分公司