基于负序差动系数矩阵特高压交流输电线路保护方法

摘要

基于负序差动系数矩阵特高压交流输电线路保护方法：首先采用分布参数建模，由特高压交流输电线路一端的A、B、C相负序电压、负序电流分别计算特高压交流输电线路另一端的A、B、C相负序电流、负序差动电流幅值，进而计算负序差动系数矩阵，利用矩阵各元素间的大小关系判别故障相线路。本发明方法物理模型采用分布参数模型，动作性能不受分布电容电流的影响，适用于任何电压等级，特别适用于特高压交流输电线路故障后整个故障过程的继电保护，动作性能不受过渡电阻和负荷电流的影响，尤其当特高压交流输电线路发生单相高阻接地故障时，能正确可靠识别故障相线路，实现单相线路故障跳开单相故障线路的继电保护功能。

主权项

基于负序差动系数矩阵特高压交流输电线路保护方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)测量特高压交流输电线路在m变电站保护安装处的A、B、C相负电压A、B、C相负序电流测量特高压交流输电线路在n变电站保护安装处的A、B、C相负序电流${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{nB}2},{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{nC}2};$(2)利用特高压交流输电线路在m变电站保护安装处的A、B、C相负电压A、B、C相负序电流计算特高压交流输电线路在n变电站保护安装处的A、B、C相负序电流${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{mnB}2},{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{mnC}2}:$${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{mnA}2}={\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{mA}2}\cosh \left({\gamma }_2{l}_{\mathrm{mn}}\right)-\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{mA}2}}{Z_{c2}}\sinh \left({\gamma }_2{l}_{\mathrm{mn}}\right)$${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{mnB}2}={\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{mB}2}\cosh \left({\gamma }_2{l}_{\mathrm{mn}}\right)-\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{mB}2}}{Z_{c2}}\sinh \left({\gamma }_2{l}_{\mathrm{mn}}\right)$${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{mnC}2}={\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{mC}2}\cosh \left({\gamma }_2{l}_{\mathrm{mn}}\right)-\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{mC}2}}{Z_{c2}}\sinh \left({\gamma }_2{l}_{\mathrm{mn}}\right)$其中，γ₂为特高压交流输电线路负序传播常数；Z_c2为特高压交流输电线路负序波阻抗；l_mn为m变电站和n变电站之间的特高压交流输电线路长度；cosh(.)为双曲余弦函数；sinh(.)为双曲正弦函数；(3)计算$I_{\mathrm{dA}2}=|{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{mnA}2}+{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{nA}2}|,I_{\mathrm{dB}2}=|{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{mnB}2}+{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{nB}2}|,I_{\mathrm{dC}2}=|{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{mnC}2}+{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{nC}2}|,$计算负序差动系数矩阵$S=\left[\begin{array}{ccc}1& \frac{I_{\mathrm{dA}2}}{I_{\mathrm{dB}2}}& \frac{I_{\mathrm{dA}2}}{I_{\mathrm{dC}2}}\\ \frac{I_{\mathrm{dB}2}}{I_{\mathrm{dA}2}}& 1& \frac{I_{\mathrm{dB}2}}{I_{\mathrm{dC}2}}\\ \frac{I_{\mathrm{dC}2}}{I_{\mathrm{dA}2}}& \frac{I_{\mathrm{dC}2}}{I_{\mathrm{dB}2}}& 1\end{array}\right];$(4)选取负序差动系数矩阵S中的最大元素则根据选取负序差动系数矩阵S中的元素和设定阀值α，利用如下继电保护判据判断故障相线路：(i)若满足S_ij>α且S_ik>α，则判断i相线路为故障相线路；(ii)若满足S_ij>α且S_kj>α，则判断ik相线路为故障相线路；(iii)若满足α>S_ij>1，则判断ijk相线路为故障相线路；其中，ijk＝ABC、ACB、BAC、BCA、CAB、CBA相。