CN103219715B - 基于故障阻抗相位特性的线路相间故障继电保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于故障阻抗相位特性的线路相间故障继电保护方法。本发明方法首先利用输电线路保护安装处的故障相间电压、故障相间电流和故障相间负序电压计算相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗，然后判断相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗的相角落在（135°225°）范围内是否成立，若成立，则保护装置发出动作跳闸信号。本发明方法在输电线路相间高阻短路故障时能正确可靠动作，克服了过渡电阻和负荷电流对保护动作性能的影响，适用于输电线路相间短路故障的整个故障过程的继电保护。

Description

基于故障阻抗相位特性的线路相间故障继电保护方法

技术领域

本发明涉及电力***继电保护技术领域，具体地说是涉及一种基于故障阻抗相位特性的线路相间故障继电保护方法。

背景技术

传统相间距离保护利用故障相间电压与故障相间电流的比值计算线路故障阻抗，由于，因此。从而可得，传统相间距离保护测量线路故障阻抗的测量结果由两部分组成：一部分为反应真实故障距离的线路故障阻抗xz₁，另一部分为因过渡电阻引起的附加故障阻抗。其中，为故障相间电压；为相间短路故障点电压；为故障相间电流；R_f为过渡电阻；为流经相间短路故障点的电流；φφ=AB、BC、CA相；z₁为单位长度输电线路正序阻抗；x为输电线路保护安装处到相间短路故障点的故障距离。

过渡电阻产生的附加故障阻抗会引起传统相间距离保护拒动或误动，传统相间距离保护拒动会使故障不能及时与电网隔离，对电网稳定运行不利；传统相间距离保护误动则会导致故障范围扩大，甚至导致电网潮流大转移，进而引发电网大面积停电事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种动作性能不受过渡电阻和负荷电流影响的基于故障阻抗相位特性的线路相间故障继电保护方法。

为完成上述目的，本发明采用如下技术方案：

（1）保护装置对输电线路保护安装处的电压互感器PT的电压波形和电流互感器CT的电流波形进行采样得到电压、电流瞬时值，并对其采样得到的电压、电流瞬时值利用傅里叶算法计算输电线路保护安装处的故障相间电压、故障相间电流和故障相间负序电压，作为输入量；其中，φφ=AB、BC、CA相；

（2）保护装置利用输电线路保护安装处的故障相间电压、故障相间电流和故障相间负序电压计算相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗Δz:

$\mathrm{\Δz}=\frac{\mathrm{Im}\left[\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}}}{z_1{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ\φ}}}\right]}{\mathrm{Im}\left[\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}2}}{z_1{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ\φ}}{z}_1}\right]}\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}2}}{z_1}-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}}+z_1{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ\φ}}{x}_{\mathrm{set}}$

其中，z₁为单位长度输电线路正序阻抗；为的虚部；为的虚部；x_set为输电线路保护整定范围；φφ=AB、BC、CA相；

（3）保护装置判断相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗Δz的相角Arg[Δz]满足135°＜Arg[Δz]＜225°是否成立，若成立，则保护装置发出动作跳闸信号。

本发明与现有技术相比较，具有以下积极成果：

本发明方法首先利用输电线路保护安装处的故障相间电压、故障相间电流和故障相间负序电压计算相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗，然后判断相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗的相角落在（135° 225°）范围内是否成立，若成立，则保护装置发出动作跳闸信号。本发明方法在输电线路相间高阻短路故障时能正确可靠动作，克服了过渡电阻和负荷电流对保护动作性能的影响，适用于输电线路相间短路故障的整个故障过程的继电保护。

附图说明

图1为应用本发明的线路输电***示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细表述。

图1为应用本发明的线路输电***示意图。图1中PT为电压互感器、CT为电流互感器。保护装置对输电线路保护安装处的电压互感器PT的电压波形和电流互感器CT的电流波形进行采样得到电压、电流瞬时值，并对其采样得到的电压、电流瞬时值利用傅里叶算法计算输电线路保护安装处的故障相间电压、故障相间电流和故障相间负序电压，作为输入量；其中，φφ=AB、BC、CA相。

保护装置利用输电线路保护安装处的故障相间电压、故障相间电流和故障相间负序电压计算相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗Δz：

$\mathrm{\Δz}=\frac{\mathrm{Im}\left[\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}}}{z_1{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ\φ}}}\right]}{\mathrm{Im}\left[\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}2}}{z_1{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ\φ}}{z}_1}\right]}\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}2}}{z_1}-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}}+z_1{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ\φ}}{x}_{\mathrm{set}}$

其中，z₁为单位长度输电线路正序阻抗；为的虚部；为的虚部；x_set为输电线路保护整定范围；φφ=AB、BC、CA相。

保护装置判断相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗Δz的相角Arg[Δz] 满足135°＜Arg[Δz]＜225°是否成立，若成立，则保护装置发出动作跳闸信号。

本发明方法首先利用输电线路保护安装处的故障相间电压、故障相间电流和故障相间负序电压计算相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗，然后判断相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗的相角落在（135° 225°）范围内是否成立，若成立，则保护装置发出动作跳闸信号。本发明方法在输电线路相间高阻短路故障时能正确可靠动作，克服了过渡电阻和负荷电流对保护动作性能的影响，适用于输电线路相间短路故障的整个故障过程的继电保护。

以上所述仅为本发明的较佳具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.基于故障阻抗相位特性的线路相间故障继电保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)保护装置对输电线路保护安装处的电压互感器PT的电压波形和电流互感器CT的电流波形进行采样得到电压、电流瞬时值，作为输入量；对采样得到的电压、电流瞬时值利用傅里叶算法计算输电线路保护安装处的故障相间电压故障相间电流和故障相间负序电压其中，φφ＝AB、BC、CA相；

(2)保护装置利用输电线路保护安装处的故障相间电压故障相间电流和故障相间负序电压计算相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗Δz：

$\mathrm{\Δz}=\frac{\mathrm{Im}\left[\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}}}{z_1{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ\φ}}}\right]}{\mathrm{Im}\left[\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}2}}{z_1{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ\φ}}{z}_1}\right]}\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}2}}{z_1}-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ\φ}}+z_1{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ\φ}}{x}_{\mathrm{set}}$

其中，z₁为单位长度输电线路正序阻抗；为的虚部；为的虚部；x_set为输电线路保护整定范围；

(3)保护装置判断相间短路故障点到输电线路保护整定范围处的线路故障阻抗Δz的相角Arg[Δz]满足135°＜Arg[Δz]＜225°是否成立，若成立，则保护装置发出动作跳闸信号。