发明名称 特高压交流输电线路保护方法
摘要 本发明公开了一种特高压交流输电线路保护方法。本发明方法首先采用分布参数建模,由特高压交流输电线路一端A、B、C相正序电压、正序电流计算特高压交流输电线路另一端的A、B、C相正序电流,分别计算A、B、C相正序差动电流幅值,进而计算全分量正序差动系数矩阵,利用全分量正序差动系数矩阵各元素间的大小关系判别故障相线路。本发明方法的动作性能不受分布电容电流、过渡电阻和负荷电流的影响,实现单相线路故障跳开单相故障线路的继电保护功能,适用于任何电压等级,特别是特高压交流输电线路的继电保护,也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。
申请公布号 CN104037742A 申请公布日期 2014.09.10
申请号 CN201410325741.7 申请日期 2014.07.09
申请人 国家电网公司;国网福建省电力有限公司;国网福建省电力有限公司检修分公司 发明人 曾惠敏
分类号 H02H7/26(2006.01)I 主分类号 H02H7/26(2006.01)I
代理机构 厦门市首创君合专利事务所有限公司 35204 代理人 张松亭
主权项 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相正序电压<img file="FDA0000535428710000011.GIF" wi="430" he="78" />A、B、C相正序电流<img file="FDA0000535428710000012.GIF" wi="408" he="80" />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相正序电流<img file="FDA0000535428710000013.GIF" wi="398" he="81" />(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相正序电压<img file="FDA0000535428710000014.GIF" wi="424" he="78" />A、B、C相正序电流<img file="FDA0000535428710000015.GIF" wi="384" he="78" />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相正序电流<img file="FDA0000535428710000016.GIF" wi="454" he="79" /><maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mnA</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mA</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>cosh</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>l</mi><mi>mn</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac><msub><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mA</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac><mi>sinh</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>l</mi><mi>mn</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000535428710000017.GIF" wi="794" he="149" /></maths><maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mnB</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mB</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>cosh</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>l</mi><mi>mn</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac><msub><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mB</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac><mi>sinh</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>l</mi><mi>mn</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000535428710000018.GIF" wi="786" he="149" /></maths><maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mnC</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mC</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>cosh</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>l</mi><mi>mn</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac><msub><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mC</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac><mi>sinh</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>l</mi><mi>mn</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000535428710000019.GIF" wi="788" he="149" /></maths>其中,γ<sub>1</sub>为特高压交流输电线路正序传播常数;Z<sub>c1</sub>为特高压交流输电线路正序波阻抗;l<sub>mn</sub>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<maths num="0004" id="cmaths0004"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dA</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><mo>|</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mnA</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>nA</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>|</mo><mo>,</mo><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dB</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><mo>|</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mnB</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>nB</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>|</mo><mo>,</mo><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dC</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><mo>|</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>mnC</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mi>nC</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>|</mo><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00005354287100000110.GIF" wi="1176" he="98" /></maths>计算全分量正序差动系数矩阵<maths num="0005" id="cmaths0005"><math><![CDATA[<mrow><mi>S</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mfrac><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dA</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dB</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac></mtd><mtd><mfrac><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dA</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dC</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dB</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dA</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mfrac><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dB</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dC</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dC</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dA</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac></mtd><mtd><mfrac><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dC</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>I</mi><mrow><mi>dB</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00005354287100000111.GIF" wi="594" he="414" /></maths>(4)选取全分量正序差动系数矩阵S中的最大元素<img file="FDA00005354287100000112.GIF" wi="199" he="143" />则根据<img file="FDA00005354287100000113.GIF" wi="176" he="143" />选取全分量正序差动系数矩阵S中的元素<img file="FDA00005354287100000114.GIF" wi="190" he="138" />和<img file="FDA00005354287100000115.GIF" wi="213" he="143" />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<sub>ij</sub>&gt;α且S<sub>ik</sub>&gt;α,则判断i相线路为故障相线路;(ii)若满足S<sub>ij</sub>&gt;α且S<sub>kj</sub>&gt;α,则判断ik相线路为故障相线路;(iii)若满足α&gt;S<sub>ij</sub>&gt;1,则判断ABC相线路为故障相线路;其中,ijk=ABC、ACB、BAC、BCA、CAB、CBA相。
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