发明名称 输电线路单相接地故障继电保护方法
摘要 本发明公开了一种输电线路单相接地故障继电保护方法。本发明方法利用故障相电气量计算输电线路保护安装处到单相接地故障点的电压降和输电线路保护整定范围处到单相接地故障点的电压降,若输电线路保护安装处到单相接地故障点的电压降领先输电线路保护整定范围处到单相接地故障点的电压降的角度位于(90° 270°)区间内,则保护装置发出动作跳闸信号。本发明方法克服了过渡电阻和负荷电流对保护动作性能的影响问题,输电线路发生高阻接地故障时本发明方法能正确可靠动作,动作灵敏度高,保护范围稳定。
申请公布号 CN103248023B 申请公布日期 2016.01.20
申请号 CN201310173660.5 申请日期 2013.05.10
申请人 国家电网公司;福建省电力有限公司;福建省电力有限公司莆田电业局 发明人 林富洪
分类号 H02H7/26(2006.01)I 主分类号 H02H7/26(2006.01)I
代理机构 福州展晖专利事务所(普通合伙) 35201 代理人 陈如涛
主权项 输电线路单相接地故障继电保护方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)提供一种保护装置,其测量输电线路保护安装处的故障相电压<img file="FDA00007432905500000114.GIF" wi="106" he="82" />故障相负序电流<img file="FDA00007432905500000115.GIF" wi="106" he="75" />故障相电流<img file="FDA00007432905500000116.GIF" wi="68" he="82" />和零序电流<img file="FDA00007432905500000117.GIF" wi="91" he="74" />其中,φ=A、B、C相;(2)保护装置计算输电线路保护安装处到单相接地故障点的电压降<img file="FDA00007432905500000113.GIF" wi="125" he="77" /><maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mrow><mi>&Delta;</mi><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover></mrow><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msub><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mo>-</mo><mfrac><mrow><mi>Im</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mi>Re</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><msub><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>Re</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mi>Im</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><msub><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>Re</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>&phi;</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mi>Im</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>Im</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>&phi;</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mi>Re</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>&phi;</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mrow>]]></math><img file="FDA0000743290550000011.GIF" wi="1315" he="532" /></maths>其中,z<sub>1</sub>、z<sub>0</sub>分别为单位长度输电线路正序阻抗、零序阻抗;Re(z<sub>1</sub>)为z<sub>1</sub>的实部;Im(z<sub>1</sub>)为z<sub>1</sub>的虚部;<img file="FDA0000743290550000012.GIF" wi="395" he="278" />为<img file="FDA0000743290550000013.GIF" wi="320" he="251" />的虚部;<img file="FDA0000743290550000014.GIF" wi="394" he="284" />为<img file="FDA0000743290550000015.GIF" wi="326" he="250" />的实部;<img file="FDA0000743290550000016.GIF" wi="409" he="278" />为<img file="FDA0000743290550000017.GIF" wi="343" he="249" />的虚部;<img file="FDA0000743290550000018.GIF" wi="412" he="278" />为<img file="FDA0000743290550000019.GIF" wi="347" he="249" />的实部;(3)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电压降<img file="FDA00007432905500000118.GIF" wi="136" he="87" /><maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mrow><mi>&Delta;</mi><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover></mrow><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><msub><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mo>-</mo><mfrac><mrow><mi>Im</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mi>Re</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><msub><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>Re</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mi>Im</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><msub><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>Re</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>&phi;</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mi>Im</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>Im</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>&phi;</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mi>Re</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>&phi;</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>x</mi><mi>set</mi></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>&phi;</mi></msub><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mrow><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mrow>]]></math><img file="FDA00007432905500000110.GIF" wi="1775" he="530" /></maths>其中,x<sub>set</sub>为输电线路保护安装处到输电线路保护整定范围处的线路距离整定参数;(4)保护装置计算输电线路保护安装处到单相接地故障点的电压降<img file="FDA00007432905500000119.GIF" wi="101" he="82" />领先输电线路保护整定范围处到单相接地故障点的电压降<img file="FDA00007432905500000120.GIF" wi="109" he="83" />的角度<img file="FDA00007432905500000111.GIF" wi="306" he="175" />若<img file="FDA00007432905500000112.GIF" wi="552" he="172" />成立,则保护装置发出动作跳闸信号。
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