利用分布参数实现线路单相接地故障距离保护方法

摘要

本发明公开了一种利用分布参数实现线路单相接地故障距离保护方法。本发明采用分布参数模型，利用输电线路保护安装处的故障相电压、故障相电流、故障相负序电流和零序电流计算输电线路保护整定范围处到单相接地故障点的线路阻抗，判断输电线路保护整定范围处到单相接地故障点的线路阻抗的相角落在（60°120°）范围内是否成立，从而使保护装置发出动作跳闸信号。本发明方法物理模型采用分布参数模型，具有天然的抗分布电容电流影响的能力，适用于超/特高压交流输电线路单相接地故障的继电保护方法。本发明方法原理上消除了过渡电阻对保护动作性能的影响，具有很强的抗过渡电阻影响的能力。

主权项

利用分布参数实现线路单相接地故障距离保护方法，其特征在于，包括如下依序步骤：（1）保护装置测量输电线路保护安装处的故障相电压、故障相电流、故障相负序电流和零序电流；其中，φ=A相、B相、C相；（2）保护装置计算输电线路保护整定范围处到单相接地故障点的线路阻抗Δz：$\mathrm{\Delta z}=Z_{c1}\mathrm{th}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)=\left|\frac{{\stackrel{.}{U}}_{\phi }-Z_{c1}\mathrm{th}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)({\stackrel{.}{I}}_{\phi }+(\frac{Z_0\mathrm{ch}\left({\gamma }_0{l}_{\mathrm{set}}\right)+Z_{c0}\mathrm{sh}\left({\gamma }_0{l}_{\mathrm{set}}\right)-Z_0\mathrm{ch}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)}{Z_{c1}\mathrm{sh}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)}-1){\stackrel{.}{I}}_0)}{Z_{c1}\mathrm{th}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)({\stackrel{.}{I}}_{\phi }+(\frac{Z_0\mathrm{ch}\left({\gamma }_0{l}_{\mathrm{set}}\right)+Z_{c0}\mathrm{sh}\left({\gamma }_0{l}_{\mathrm{set}}\right)-Z_0\mathrm{ch}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)}{Z_{c1}\mathrm{sh}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)}-1){\stackrel{.}{I}}_0)\sin (\beta +\theta )}\right|\sin \alpha$其中，l_set为输电线路保护整定范围；Z_c1、Z_c0分别为输电线路正序波阻抗、零序波阻抗；β=Arg(Z_c1th(γ₁l_set)；$\theta =\mathrm{Arg}(\frac{{\stackrel{.}{I}}_{\phi }+(\frac{Z_0\mathrm{ch}\left({\gamma }_0{l}_{\mathrm{set}}\right)+Z_{c0}\mathrm{sh}\left({\gamma }_0{l}_{\mathrm{set}}\right)-Z_0\mathrm{ch}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)}{Z_{c1}\mathrm{sh}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)}-1){\stackrel{.}{I}}_0}{{\stackrel{.}{I}}_{\phi 2}})$；Z₀为输电线路保护安装处的系统零序等值阻抗；th(.)为双曲正切函数；γ₁、γ₀分别为输电线路正序传播系数、零序传播系数；$\alpha =\mathrm{Arg}(\frac{{\stackrel{.}{I}}_{\phi 2}}{{\stackrel{.}{U}}_{\phi }-Z_{c1}\mathrm{th}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)({\stackrel{.}{I}}_{\phi }+(\frac{Z_0\mathrm{ch}\left({\gamma }_0{l}_{\mathrm{set}}\right)+Z_{c0}\mathrm{sh}\left({\gamma }_0{l}_{\mathrm{set}}\right)-Z_0\mathrm{ch}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)}{Z_{c1}\mathrm{sh}\left({\gamma }_1{l}_{\mathrm{set}}\right)}-1){\stackrel{.}{I}}_0)})$；ch(.)为双曲余弦函数；sh(.)为双曲正弦函数；（3）保护装置判断输电线路保护整定范围处到单相接地故障点的线路阻抗Δz的相角Arg(Δz)落在（60° 120°）范围内是否成立，若成立，则判断单相接地故障点位于输电线路保护整定范围之内，保护装置发出动作跳闸信号，跳开输电线路两端的断路器。