雙回線路非同名相跨線接地故障電壓比相相位判別方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙回線路非同名相跨線接地故障電壓比相相位判別方法：首先測量同桿并架雙回線路I回線路保護安裝處的故障相電壓、故障相電流和零序電流，計及線間零序互感的影響計算I回線路的零序補償電流，計算雙回線路非同名相跨線接地故障點電壓，計算I回線路保護整定范圍處的故障相電壓，通過判斷I回線路保護整定范圍處到接地故障點的電壓降領先I回線路保護安裝處故障相電壓的角度落在（180°~360°）范圍內是否成立，以決定是否發出動作跳閘信號，原理上消除了線間零序互感、過渡電阻、負荷電流和電力系統運行方式等因素對故障判別結果的影響，保護正方向出口發生雙回線路非同名相跨線接地故障時無保護死區，保護反方向出口發生雙回線路非同名相跨線接地故障時不誤動作。
【專利說明】
雙回線路非同名相跨線接地故障電壓比相相位判別方法
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雙回線路非同名相 跨線接地故障電壓比相相位判別方法。
【背景技術】
[0002] 同桿并架雙回線路具有占地面積少、造價成本低，連接電網運行穩定可靠，已成為 電力系統一種常見輸電線路連接方式。同桿并架雙回線路線間存在零序互感，零序互感對 零序補償系數產生影響，進而產生附加阻抗，因零序互感引起的附加阻抗會導致保護裝置 測量到的故障阻抗大于實際故障阻抗，造成同桿并架雙回線路保護區內靠近保護整定范圍 處發生接地故障時，保護出現誤動作，對電網安全穩定運行不利。
[0003] 同桿并架雙回線路即使發生經桿塔直接接地故障，在土壤電阻率較低的地區過渡 電阻也在10 Ω附近;在電阻率較高的地方過渡電阻可達30 Ω，或甚至更高。過渡電阻不為零 使得保護裝置計算得到的故障阻抗除包含反應真實故障距離的故障阻抗分量外，還包含了 因過渡電阻而產生的附加阻抗。過渡電阻產生的附加阻抗呈阻感性或呈阻容性容易造成接 地阻抗距離保護拒動或穩態超越。保護誤動或拒動，會給電力系統安全運行帶來重大的損 失，甚至有可能會威脅到電力系統的穩定性。
[0004] 現有同桿并架雙回線路接地距離保護的動作特性圓邊界經過坐標原點，由于坐標 原點位于動作特性圓邊界上，保護正向出口接地故障時保護存在死區，且隨著過渡電阻和 負荷電流增大，保護正向出口死區越大。由于坐標原點位于動作特性圓邊界上，保護反方向 出口接地故障存在誤動的可能，且過渡電阻越大，保護反方向出口接地故障時保護越容易 誤動作。
[0005] 由于同桿并架雙回線路線間存在很強的零序互感，現有接地距離保護無法獲取另 一回線路的零序電流，算法模型中無法消除線間零序互感的影響，受線間零序互感的影響， 傳統接地距離保護應用于同桿并架雙回線路時其保護范圍將大大擴大，在保護整定范圍處 故障常常存在穩態超越，使得保護區外故障時容易發生誤動作，容易造成潮流大轉移，引發 大面積停電事故發生。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種具有很高故障判別準確性 的雙回線路非同名相跨線接地故障電壓比相相位判別方法。
[0007] 為完成上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0008] 雙回線路非同名相跨線接地故障電壓比相相位判別方法，其要點在于，包括如下 依序步驟：
[0009] (1)保護裝置測量同桿并架雙回線路I回線路保護安裝處的故障相電壓、故障 相電流^^和零序電流/|(1;其中，Φ =1回線路A相、I回線路B相、I回線路C相；
[0010] (2)保護裝置計算同桿并架雙回線路I回線路的零序補償電流Δ/::
[0012]
:zm為同桿并架雙回線路I回線路與同桿并架雙回線路II回線路之間的零序 互感;ZIQ為同桿并架雙回線路I回線路的零序阻抗;Zn為同桿并架雙回線路I回線路的正序 阻抗；Φ = I回線路A相、I回線路B相、I回線路C相；
的虛部;j為復數算子；
[0013] (3)保護裝置計算雙回線路非同名相跨線接地故障點電壓％ :
[0015] (4)保護裝置計算同桿并架雙回線路I回線路保護整定范圍處lse3t點的故障相電壓
其中，1為同桿并架雙回線路I回線路長度;Zn為同桿并架雙回線路I回 線路的正序阻抗；Δ/為同桿并架雙回線路I回線路的零序補償電流；1^為同桿并架雙回線 路I回線路保護整定范圍；
[0016] (5)保護裝置判斷領先匕的角度落在（180° 360°)是否成立，若成立，則 判斷非同名相跨線接地故障點位于同桿并架雙回線路I回線路保護整定范圍之內，保護裝 置發出動作跳閘信號。
[0017] 本發明的特點及技術成果：
[0018] 本發明方法計及線間零序互感的影響計算同桿并架雙回線路I回線路的零序補償 電流，計算雙回線路非同名相跨線接地故障點電壓，只用到單端單回線路電氣量，不需要引 入另一回線路電氣量，判別結果不受電力系統運行方式的影響，在電力系統運行方式發生 較大改變時仍具有很高故障判別準確性，保護二次回路相互獨立不互串，增強故障判別結 果準確性。
[0019] 本發明通過判斷同桿并架雙回線路I回線路保護整定范圍處到雙回線路非同名相 跨線接地故障點的電壓降領先同桿并架雙回線路I回線路保護安裝處故障相電壓的角度落 在（180°~360°)內是否成立，以決定是否發出動作跳閘信號，原理上消除了線間零序互感、 過渡電阻、負荷電流和電力系統運行方式等因素對故障判別結果的影響，保護正方向出口 發生雙回線路非同名相跨線接地故障時無保護死區，保護反方向出口發生雙回線路非同名 相跨線接地故障時不誤動作，適用于同桿并架雙回線路單端電氣量后備保護。
【附圖說明】
[0020] 圖1為應用本發明的同桿并架雙回線路輸電系統示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 圖1為應用本發明的同桿并架雙回線路輸電系統示意圖。保護裝置測量同桿并架 雙回線路I回線路保護安裝處的故障相電壓、故障相電流為.彳和零序電流/ |(1;其中，Φ =1 回線路Α相、I回線路Β相、I回線路C相。
[0022] 保護裝置計算同桿并架雙回線路I回線路的零序補償電流Δ/ :
[0024]
;zm為同桿并架雙回線路I回線路與同桿并架雙回線路II回線路之間的零 序互感;ZIQ為同桿并架雙回線路I回線路的零序阻抗;Zn為同桿并架雙回線路I回線路的正
[0025] 保護裝置計算雙回線路非同名相跨線接地故障點電壓#/:
[0027]其中，
的虛部；
虛部。[0028]保護裝置計算同桿并架雙回線路I回線路保護整定范圍處1%*點的故障相電壓
[0030] 其中，1為同桿并架雙回線路I回線路長度;Zn為同桿并架雙回線路I回線路的正序 阻抗；Δ?為同桿并架雙回線路I回線路的零序補償電流；為同桿并架雙回線路I回線路 保護整定范圍。
[0031] 若雙回線路非同名相跨線接地故障點位于同桿并架雙回線路I回線路保護整定范 圍之內，則同桿并架雙回線路I回線路保護整定范圍處到雙回線路非同名相跨線接地故障 點的電壓降領先同桿并架雙回線路I回線路保護安裝處故障相電壓味> 的角度落 在（180°~360°)范圍內。若雙回線路非同名相跨線接地故障點位于同桿并架雙回線路I回 線路保護整定范圍之外，則同桿并架雙回線路I回線路保護整定范圍處到雙回線路非同名 相跨線接地故障點的電壓降&(/^)-4領先同桿并架雙回線路I回線路保護安裝處故障相電 壓的角度落在(〇°~180°)范圍內；利用此電壓比相相位特性提出雙回線路非同名相跨 線接地故障識別判據：
[0032]判斷領先％的角度落在（180°~360° )是否成立，若成立，則判斷非同名 相跨線接地故障點位于同桿并架雙回線路I回線路保護整定范圍之內，保護裝置發出動作 跳閘信號。
[0033] 本發明方法只用到單端單回線路電氣量，不需要引入另一回線路電氣量，判別結 果不受電力系統運行方式的影響，在電力系統運行方式發生較大改變時仍具有很高故障判 別準確性。本發明方法只用到單端單回線路電氣量，不需要引入另一回線路電氣量，保護二 次回路相互獨立不互串，增強故障判別結果準確性。
[0034] 本發明方法通過判斷同桿并架雙回線路I回線路保護整定范圍處到雙回線路非同 名相跨線接地故障點的電壓降領先同桿并架雙回線路I回線路保護安裝處故障相電壓的角 度落在(180° 360°)內是否成立，以決定是否發出動作跳閘信號，原理上消除了線間零序互 感、過渡電阻、負荷電流和電力系統運行方式等因素對故障判別結果的影響，保護正方向出 口發生雙回線路非同名相跨線接地故障時無保護死區，保護反方向出口發生雙回線路非同 名相跨線接地故障時不誤動作，適用于同桿并架雙回線路單端電氣量后備保護。
[0035] 以上所述僅為本發明的較佳具體實施例，但本發明的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都 應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.雙回線路非同名相跨線接地故障電壓比相相位判別方法，其特征在于，包括如下依 序步驟： (1) 保護裝置測量同桿并架雙回線路I回線路保護安裝處的故障相電壓故障相電 流矣#和零序電流其中，Φ =1回線路A相、I回線路B相、I回線路C相； (2) 保護裝置計算同桿并架雙回線路I回線路的零序補償電流 k^ yr 、 ^ = /1嘆;Zm為同桿并架雙回線路〗回線路與同桿并架雙回線路U回線路之間的零序 互感;ZIQ為同桿并架雙回線路I回線路的零序阻抗;Zn為同桿并架雙回線路I回線路的正序 阻抒" V^Ti / V'.i./ ? V J： 一n 的實部3的虛部;j為復數算子； (3) 保護裝置計算雙回線路非同名相跨線接地故障點電壓^ :(4) 保護裝置計算同桿并架雙回線路I回線路保護整定范圍處1%*點的故障相電壓 其中，1為同桿并架雙回線路I回線路長度;Δ/為同桿并架雙回線路I回 I 線路的零序補償電流;lset為同桿并架雙回線路I回線路保護整定范圍； (5) 保護裝置判斷?>(/Λ,領先的角度落在（180°~360°)是否成立，若成立，則判 斷非同名相跨線接地故障點位于同桿并架雙回線路I回線路保護整定范圍之內，保護裝置 發出動作跳閘信號。
【文檔編號】G01R31/08GK105866620SQ201610190086
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】蔡方偉, 姚志涵, 陳敏
【申請人】國網福建省電力有限公司, 國家電網公司, 國網福建省電力有限公司莆田供電公司