CN103760407A - 双回线路非同名相跨线接地故障点电压幅值和相角测量法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双回线路非同名相跨线接地故障点电压幅值和相角测量法。本发明方法首先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，计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流相角，计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流，然后计算双回线路非同名相跨线接地故障点电压相角，计算双回线路非同名相跨线接地故障电压幅值。本发明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，测量结果不受电力***运行方式变化的影响。本发明方法原理上消除了线间零序互感、过渡电阻、负荷电流对双回线路非同名相跨线接地故障点电压和幅值测量精度的影响，具有很高的测量精度。

Description

双回线路非同名相跨线接地故障点电压幅值和相角测量法

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双回线路非同名相跨线接地故障点电压幅值和相角测量法。

背景技术

通过对双回线路非同名相跨线接地故障点电压的实时测量，有利于及时掌握双回线路非同名相跨线接地故障对同杆并架双回线路热稳定和动稳定的影响情况，为确保同杆并架双回线路运行安全和电网稳定提供可靠的决策依据。

通过对双回线路非同名相跨线接地故障点电压的实时测量，可根据接地故障点电压幅值大小情况对双回线路非同名相跨线接地故障类型进行在线诊断，为同杆并架双回线路故障巡线提供参考依据，为故障排除和供电恢复赢得宝贵时间。

然而，目前继电保护技术领域尚未提出一种能精确计算同杆并架双回线路非同名相跨线接地故障点电压的测量方法，无法为及时掌握双回线路非同名相跨线接地故障对同杆并架双回线路热稳定、动稳定的影响情况提供可靠依据，也无法对双回线路非同名相跨线接地故障类型进行诊断提供依据。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种适用于同杆并架双回线路非同名相跨线接地故障，且能精确测量接地故障点电压幅值和相角的测量法。

为完成上述目的，本发明采用如下技术方案：

双回线路非同名相跨线接地故障点电压幅值和相角测量法，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

和零序电流其中，φ为I回线路A相或I回线路B相或I回线路C相；

（2）保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流相角α：

α=r₁+r₂-π-β

其中， $r_1={\sin }^{-1}\left(\frac{a_3{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);r_2={\sin }^{-1}\left(\frac{a_1{b}_2-a_2{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);a_1=\mathrm{Re}\left(\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{Z_{I1}}\right)$ $b_1=\mathrm{Im}\left(\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{Z_{I1}}\right);a_2=\mathrm{Re}({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0});b_2=\mathrm{Im}({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0});a_3=b_3=\left|\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}\right|;$ $\left(\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}\right);$

Z_m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；Z_I0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ为I回线路A相或I回线路B相或I回线路C相；

（3）保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流

（4）保护装置计算接地故障点电压相角 $\mathrm{Arg}\left({\stackrel{.}{U}}_f\right)=\mathrm{Arg}({\stackrel{.}{I}}_{I0}+{\stackrel{.}{I}}_{I0}(\cos \mathrm{\α}+j\sin \mathrm{\α}));$

（5）保护装置计算接地故障点电压幅值

其中，θ₁=Arg(Z_I1)； ${\mathrm{\θ}}_2=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}}{{\stackrel{.}{I}}_{I0}+{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}}\right);{\mathrm{\θ}}_3=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}}\right).$

本发明的特点及技术成果：

本发明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，测量结果不受电力***运行方式变化的影响。本发明方法原理上消除了线间零序互感、过渡电阻、负荷电流对双回线路非同名相跨线接地故障点电压和幅值测量精度的影响，具有很高的测量精度。

附图说明

图1为应用本发明的同杆并架双回线路输电***示意图。

具体实施方式

下文结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1为应用本发明的同杆并架双回线路输电***示意图。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I回线路A相或I回线路B相或I回线路C相。

保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流相角α：

α=r₁+r₂-π-β

其中， $r_1={\sin }^{-1}\left(\frac{a_3{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);r_2={\sin }^{-1}\left(\frac{a_1{b}_2-a_2{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);a_1=\mathrm{Re}\left(\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{Z_{I1}}\right)$ $b_1=\mathrm{Im}\left(\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{Z_{I1}}\right);a_2=\mathrm{Re}({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0});b_2=\mathrm{Im}({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0});a_3=b_3=\left|\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}\right|;$ $\mathrm{\β}=\mathrm{Arg}\left(\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}\right);$

Z_m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；Z_I0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ为I回线路A相或I回线路B相或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

保护装置计算同杆并架双回线路I回线路正序阻抗Z_I1的相角θ₁=Arg(Z_I1)。

保护装置计算 ${\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}$ 领先 ${\stackrel{.}{I}}_{I0}+{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}$ 的相角 ${\mathrm{\θ}}_2=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}}{{\stackrel{.}{I}}_{I0}+{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}}\right).$

保护装置计算 ${\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{I\φ}}$ 领先 ${\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}$ 的相角 ${\mathrm{\θ}}_3=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}}\right).$

保护装置计算接地故障点电压相角 $\mathrm{Arg}\left({\stackrel{.}{U}}_f\right)=\mathrm{Arg}({\stackrel{.}{I}}_{I0}+{\stackrel{.}{I}}_{I0}(\cos \mathrm{\α}+j\sin \mathrm{\α})).$

保护装置计算接地故障点电压幅值

本发明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，测量结果不受电力***运行方式变化的影响。本发明方法原理上消除了线间零序互感、过渡电阻、负荷电流对双回线路非同名相跨线接地故障点电压和幅值测量精度的影响，具有很高的测量精度。

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.双回线路非同名相跨线接地故障点电压幅值和相角测量法，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U_Iφ、故障相电流

和零序电流

其中，φ为I回线路A相或I回线路B相或I回线路C相；

（2）保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流相角α：

α=r₁+r₂-π-β

其中， $r_1={\sin }^{-1}\left(\frac{a_3{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);r_2={\sin }^{-1}\left(\frac{a_1{b}_2-a_2{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);a_1=\mathrm{Re}\left(\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{Z_{I1}}\right)$ $b_1=\mathrm{Im}\left(\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{Z_{I1}}\right);a_2=\mathrm{Re}({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0});b_2=\mathrm{Im}({\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0});a_3=b_3=\left|\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}\right|;$ $\mathrm{\β}=\mathrm{Arg}\left(\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}\right);$

Z_m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；Z_I0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ为I回线路A相或I回线路B相或I回线路C相；

（3）保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流

（4）保护装置计算接地故障点电压相角 $\mathrm{Arg}\left({\stackrel{.}{U}}_f\right)=\mathrm{Arg}({\stackrel{.}{I}}_{I0}+{\stackrel{.}{I}}_{I0}(\cos \mathrm{\α}+j\sin \mathrm{\α}));$

（5）保护装置计算接地故障点电压幅值

其中，θ₁=Arg(Z_I1)； ${\mathrm{\θ}}_2=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}}{{\stackrel{.}{I}}_{I0}+{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}}\right);{\mathrm{\θ}}_3=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{II}0}}\right).$

Images