基于故障位置因子的線路相間短路故障繼電保護方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于故障位置因子的線路相間短路故障繼電保護方法。本發(fā)明方法采用長線方程精確描述輸電線路電壓、電流傳輸?shù)奈锢硖匦?，計算輸電線路保護安裝處到相間短路故障點的故障阻抗與輸電線路保護安裝處到輸電線路保護整定范圍處的線路阻抗之比值，得到輸電線路相間故障位置因子b，然后通過判斷輸電線路相間故障位置因子b小于1是否成立來判斷相間短路故障點是否位于輸電線路保護整定范圍內(nèi)，以決定是否發(fā)出動作跳閘信號，原理上消除了相間短路故障點電壓、過渡電阻和負(fù)荷電流對保護動作性能的影響，特別適用于特高壓交流輸電線路相間短路故障繼電保護。
【專利說明】基于故障位置因子的線路相間短路故障繼電保護方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是涉及一種基于故障位置因子 的線路相間短路故障繼電保護方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 距離保護由于受電力系統(tǒng)運行方式和結(jié)構(gòu)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(tǒng)輸電線路保護中獲得了廣泛應(yīng)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后備保護。 目前電力系統(tǒng)輸電線路廣泛應(yīng)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(yīng)工作電壓幅值突變量構(gòu)成距離保護，該方法具有受 電力系統(tǒng)運行方式影響小和抗過渡電阻能力強等優(yōu)勢。但由于該方法所采用的工作電壓幅 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后備保護。
[0004] 阻抗距離保護根據(jù)故障阻抗大小反映故障距離長度以區(qū)分故障點位于保護區(qū)內(nèi) 或是位于保護區(qū)外。阻抗距離保護由于受電力系統(tǒng)運行方式和結(jié)構(gòu)變化影響小，用于計算 故障阻抗的電氣量為全故障分量，適用于整個故障過程。因此，阻抗距離保護既可用于高壓 輸電線路主保護，也可用作超/特高壓交流輸電線路后備保護。
[0005] 然而，傳統(tǒng)阻抗距離保護前提假設(shè)故障點電壓為零，通過故障相間電壓和故障相 間電流比值計算故障阻抗，并根據(jù)故障阻抗大小來反映故障點的遠(yuǎn)近以決定是否發(fā)出跳閘 信號。實際上，在電力系統(tǒng)中，除了人為構(gòu)造的金屬性短路故障外，故障點電壓幾乎不可能 為零，因此，故障點電壓會對阻抗距離保護動作性能造成嚴(yán)重影響。
[0006] 實際電力系統(tǒng)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(shù)關(guān)系，雙曲正切函數(shù)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(yán)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(fù)荷輸電線路，重負(fù)荷電流會使阻抗距離保護的動作靈敏 度降低，重負(fù)荷電流對阻抗距離保護動作性能的影響不能忽略。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種基于故障位置因子的線路 相間短路故障繼電保護方法。本發(fā)明方法首先計算輸電線路保護安裝處到相間短路故障 點的故障阻抗與輸電線路保護安裝處到輸電線路保護整定范圍處的線路阻抗之比值，得到 輸電線路相間故障位置因子b，然后通過判斷輸電線路相間故障位置因子b小于1是否成 立來判斷相間短路故障點是否位于輸電線路保護整定范圍內(nèi)，以決定是否發(fā)出動作跳閘信 號，原理上消除了相間短路故障點電壓、過渡電阻和負(fù)荷電流對保護動作性能的影響，特別 適用于特高壓交流輸電線路相間短路故障繼電保護。
[0008] 為完成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0009] 基于故障位置因子的線路相間短路故障繼電保護方法，其特征在于，包括如下依 序步驟：
[0010] ⑴保護裝置測量輸電線路保護安裝處的故障相間電壓、故障相間電流./#和 故障相間負(fù)序電流/#2 ;其中，φ Φ = AB、BC、CA相；
[0011] (2)保護裝置計算Y1Iset的雙曲余弦函數(shù)值ChU 1IsJ,計算Y1Iset的雙曲正切 函數(shù)值th U ilset);其中，Iset為輸電線路保護整定范圍，取0. 85倍輸電線路長度；γ i為輸 電線路正序傳播系數(shù)；
[0012] (3)保護裝置計算輸電線路相間故障位置因子b :

【權(quán)利要求】
1.基于故障位置因子的線路相間短路故障繼電保護方法，其特征在于，包括如下依序 步驟： (1) 保護裝置保護裝置測量輸電線路保護安裝處的故障相間電壓、故障相間電流 ^和故障相間負(fù)序電流;其中，φΦ=AB、BC、CA相， (2) 保護裝置計算Y1Iset的雙曲余弦函數(shù)值Ch(Y1Iset),計算Y1Iset的雙曲正切函數(shù) 值thUU;其中，Iset為輸電線路保護整定范圍，取0. 85倍輸電線路長度；γi為輸電線 路正序傳播系數(shù)； (3) 保護裝置計算輸電線路相間故障位置因子b:
其中，φφ=AB、BC、CA相；Iset為輸電線路保護整定范圍，取0.85倍輸電線路長 / · \ · 度；Yi為輸電線路正序傳播系數(shù)；Zca為輸電線路正序波阻抗；Re^為^^ [^chyYlIset)J^hiy1Iset) 的實部；Imf...............為 Id的虛部；J 為 7 的實部； XchVihe)) ChizlIsei) Rizclth(rJse/)i^) Zjhir lIsJi φφ 為的虛部；為'的實部；1為'的虛部； (4) 保護裝置判斷輸電線路故障位置因子b小于1是否成立，若成立，則保護裝置發(fā)出 動作跳閘信號，跳開輸電線路兩端的斷路器。
【文檔編號】H02H7/26GK104319750SQ201410649306
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】曾惠敏 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司