一种基于单端突变量的同杆双回线选相方法

摘要

本发明提供了一种基于单端突变量的同杆双回线选相方法，线路发生故障时的选相步骤如下：(1)采用单回线的电气量，当U2≠0时，计算电压突变量ΔUAB，ΔUBC和ΔUCA，根据保护安装处电压突变量幅值关系划分双回线故障的六相区故障；(2)计算两回线的电流突变量ΔIAB，ΔIBC和ΔICA，根据保护安装处各电流突变量相位及幅值关系划分双回线故障的六相区故障的进一步故障；(3)当U2＝0时，序阻抗ΔZ1和Z2判别本回线保护元件的故障。本发明具有很强的通用性，使其在双回线各种运行方式下均适用；具有很强的灵活性；准确的选相结果更利于阻抗计算和故障测距、重合闸等；具有较高的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压线路的保护算法，具体讲涉及一种基于单端突变量的同杆双回线选相方法。

背景技术

同杆并架双回线在220kV及以上电压等级系统中已得到大量应用。同杆双回线发生故障时,特别是跨线故障时,继电保护的动作正确性及可靠性将极大地影响电力系统的安全稳定运行和输电可靠性。

目前，应用于现场的同杆双回线的选相方法大多源自改进传统适用于单回线的基于单端单回线电气量的选相方法。此类选相方法在单回线故障时能正确选相，在发生跨线故障时只能选出本回线故障相，而不能对邻线故障相别做出判断。六序分量选相理论上能较好地识别同杆并架双回线所发生的各类单回线故障和跨线故障,但在正反两点故障时，易误选相。

若跨线故障发生而跨线故障发生时，针对故障类型和相别选择合适的距离保护算法是保证距离保护能正确动作必不可少的条件之一。同时，线路故障大都是瞬时性故障，需要选相元件正确选相，为投入适当的重合闸策略提供基础，保证重合闸成功。

发明内容

针对背景技术中提到同杆双回线存在的选相拒动、误动等问题，本发明提出了一种适用于同杆双回线的突变量选相方法。该方法利用两回线电气量计算电压和电流突变量来实现故障选相。首先根据测量得到的三相电压计算电压突变量，根据三个突变量之间的幅值关系作为初次选相依据；再根据测量得到的两回线各自的三相电流计算出电流突变量，根据电流突变量之间的幅值关系进一步完成选相，实现故障相别的完全判别。本发明可以弥补目前应用于双回线上的其他选相方法选相功能不全面甚至误选相的弊端。

本发明的技术问题主要通过下述技术方案得以解决：

一种基于单端突变量的同杆双回线选相方法，其特征在于，线路发生故障时的选相步骤如下：

(1)采用单回线的电气量，当U₂≠0时，计算电压突变量ΔU_AB，ΔU_BC和ΔU_CA，根据保护安装处电压突变量幅值关系划分双回线故障的六相区故障；

(2)计算两回线的电流突变量ΔI_AB，ΔI_BC和ΔI_CA，根据保护安装处各电流突变量相位及幅值关系划分双回线故障的六相区故障的进一步故障；

(3)当U₂＝0时，序阻抗ΔZ₁和Z₂判别本回线保护元件的故障。

进一步的，计算电压突变量ΔU_AB、ΔU_BC和ΔU_CA，根据保护安装处各电压突变量幅值关系做类似单回线故障6个选相分区的划分。

进一步的，对于IAIIABC(I回线发生A相不接地故障，II回线发生ABC相间不接地故障)、IAG(I回线发生A相接地故障)、IAIIAG(I回线发生A相接地故障，II回线发生A相接地故障)、IABIIAC和IACIIAB故障区分，利用各回线电流突变量ΔI_IAB，ΔI_IBC，ΔI_ICA，ΔI_IIAB，ΔI_IIBC，ΔI_IICA之间的幅值关系划分各类跨线故障，

其中：II回线的AB故障，在I回线近似上叠加C的故障电流；

II回线的A故障，在I回线近似上叠加BC的故障电流。

进一步区分IAG、IAIIAG；利用两回线故障分量电流之间的幅值关系进一步划分故障类型，

用式ΔI_I/ΔI_II>1.3确定是否发生了IAG故障；根据式ΔI_II/ΔI_I>1.3，确定发生了IIAG故障或IAIIAG故障。

进一步的，用各回线电流突变量ΔI_IAB，ΔI_IBC，ΔI_ICA，ΔI_IIAB，ΔI_IIBC，ΔI_IICA之间的幅值关系，区分下述各类跨线故障：

IBIIC、IBIIBC、IBCIIC、IBCIIB、IBCIIABC、ICIIB、ICIIBC、IBC、IIBC或IBCIIBC故障。

进一步的，用两回线故障分量电流之间的幅值关系，区分故障IBC或IBCIIBC，

用式ΔI_IBC/ΔI_IIBC>1.3确定是否发生了IBC故障，用式ΔI_IIBC/ΔI_IBC>1.3确定发生了IIBC故障或生了IBCIIBC故障。

进一步的，当发生故障IABC、IABCIIABC或IAIIBCG(I回线发生A相接地故障，II回线发生BC相间接地故障)时，保护安装处负序电压U₂＝0，时，则根据电流判别故障类型。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明所针对的双回线故障选相，随着智能变电站快速建设，两回线很容易实现电气量共享，以双回线路为保护单元的前提下，判断过程基于双回线单端电气量，具有很强的通用性，使其在双回线各种运行方式下均适用。

2、本发明可结合邻线的选相信息进一步进行故障选相，具有很强的灵活性。

3、本发明准确的选相结果更利于阻抗计算和故障测距、重合闸等。

4、本发明可以较好地实现本线路距离保护和重合闸正确动作，相邻线路故障保护正确闭锁，具有较高的可靠性。

附图说明

图1为双回线跨线故障系统图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例：

1、提出的一种基于单端突变量的同杆双回线选相方法，在线路发生故障时，采用以下选相方法：

(1)采用单回线的电气量，当U₂≠0时，计算电压突变量ΔU_AB，ΔU_BC，ΔU_CA，通过判断保护安装处电压突变量幅值关系，进行双回线故障的七相区故障划分；

(2)进一步，计算两回线的电流突变量ΔI_AB，ΔI_BC，ΔI_CA。通过判断保护安装处各电流突变量相位及幅值关系，进行双回线故障的进一步故障划分；

(3)当U₂＝0时，借助序阻抗ΔZ₁，Z₂完成本回线保护元件的故障判别。

2、计算电压突变量ΔU_AB，ΔU_BC，ΔU_CA，通过判断保护安装处各电压突变量幅值关系进行类似单回线故障6个选相分区的关系。(需要根据仿真，给出典型值)

3、对于进一步区分IAIIABC、IAG、IAIIAG、IABIIAC、IACIIAB故障，提出利用各回线电流突变量ΔI_IAB，ΔI_IBC，ΔI_ICA，ΔI_IIAB，ΔI_IIBC，ΔI_IICA之间的幅值关系进一步的完成各类跨线故障的区分。

I回线故障特征II回线故障特征故障类型ΔI_IBC<<(ΔI_IAB,ΔI_ICA)ΔI_IIAB＝ΔI_IIBC＝ΔI_IICAIAIIABCΔI_IBC<<(ΔI_IAB,ΔI_ICA)ΔI_IIBC<<(ΔI_IIAB,ΔI_IICA)IAG、IAIIAG、IIAGΔI_ICA>(ΔI_IBC,ΔI_IAB)ΔI_IIAB>(ΔI_IIBC,ΔI_IICA)IACIIABΔI_IAB>(ΔI_IBC,ΔI_ICA)ΔI_IICA>(ΔI_IIBC,ΔI_IIAB)IABIIAC

注：II回线的AB故障，在I回线近似上叠加了C的故障电流。

II回线的A故障，在I回线近似上叠加了BC的故障电流。

4、进一步区分IAG、IAIIAG；提出利用两回线故障分量电流之间的幅值关系进一步的完成故障类型区分。若故障分量电流之间满足ΔI_I/ΔI_II>1.3，则发生了IAG故障，若故障分量电流之间满足ΔI_II/ΔI_I>1.3，则发生了IIAG故障，否则发生了IAIIAG。

5、对于进一步区分IBIIC、IBIIBC、IBCIIC、IBCIIB、IBCIIABC、ICIIB、ICIIBC、IBC、IIBC、IBCIIBC故障，提出利用各回线电流突变量ΔI_IAB，ΔI_IBC，ΔI_ICA，ΔI_IIAB，ΔI_IIBC，ΔI_IICA之间的幅值关系进一步的完成各类跨线故障的区分。

I回线故障特征II回线故障特征故障类型ΔI_ICA<<(ΔI_IAB,ΔI_IBC)ΔI_IIAB<<(ΔI_IICA,ΔI_IIBC)IBIICΔI_ICA<<(ΔI_IAB,ΔI_IBC)ΔI_IIBC>(ΔI_IIAB,ΔI_IICA)IBIIBCΔI_IBC>(ΔI_IAB,ΔI_ICA)ΔI_IIAB<<(ΔI_IICA,ΔI_IIBC)IBCIICΔI_IBC>(ΔI_IAB,ΔI_ICA)ΔI_IICA<<(ΔI_IIAB,ΔI_IIBC)IBCIIBΔI_IBC>(ΔI_IAB,ΔI_ICA)ΔI_IIAB＝ΔI_IIBC＝ΔI_IICAIBCIIABCΔI_IBC>(ΔI_IAB,ΔI_ICA)ΔI_IIBC>(ΔI_IIAB,ΔI_IICA)IBC、IBCIIBC、IIBCΔI_IAB<<(ΔI_ICA,ΔI_IBC)ΔI_IICA<<(ΔI_IIAB,ΔI_IIBC)ICIIBΔI_IAB<<(ΔI_ICA,ΔI_IBC)ΔI_IIBC>(ΔI_IIAB,ΔI_IICA)ICIIBC

6、进一步区分IBC、IBCIIBC；提出利用两回线故障分量电流之间的幅值关系进一步的完成故障类型区分。若故障分量电流之间满足ΔI_IBC/ΔI_IIBC>1.3，则发生了IBC故障，若正序故障分量电流之间满足ΔI_IIBC/ΔI_IBC>1.3，发生了IIBC故障，否则发生了IBCIIBC。

7、当发生故障(IABC，IABCIIABC，IAIIBCG)，保护安装处也没有负序电压，即U₂＝0。因此，需要根据电流来判别故障类型。

以上内容仅为本发明的实施例，其目的并非用于对本发明所提出的系统及方法的限制，本发明的保护范围以权利要求为准。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员在不偏离本发明的范围和精神的情况下，对其进行的关于形式和细节的种种显而易见的修改或变化均应落在本发明的保护范围之内。