一种适用于单回线串接双回输电线路距离保护定值灵敏度校核方法

摘要

本发明公开了一种适用于单回线串接双回输电线路距离保护定值灵敏度校核方法，其工作方式是：根据全线的线路及系统阻抗参数，对于单回线区间，利用故障时测量阻抗和故障距离成正比特性形成单回线区间故障时测量阻抗计算表达式；对于双回线区间，根据输电线路网架结构、线路和系统阻抗参数，对双回线之外的线路和系统阻抗进行归并，形成典型的双回线两端电源的系统格局，再根据阻抗参数形成测量阻抗随故障点位置变化的计算方式，同时对于单相接地和相间故障采取不同计算表达式；综合以上结果，形成全线测量阻抗在单相接地和相间故障时随故障点位置的计算表达式，获取全线故障时测量阻抗的极大值，该极大值和距离保护元件定值相比较即可校核其灵敏度。

主权项

1.一种适用于单回线串接双回输电线路距离保护定值灵敏度校核方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)对于单回线路段，故障时测量阻抗和距离长度成正比，测量阻抗公式如下：$Z=Z_{\mathrm{PM}}*\frac{L_f}{L_{\mathrm{PM}}}$其中：L_PM为单回段PM线路全长，L_f为故障点距离P侧继电保护安装处的线路长度，Z_PM为PM段全线正序阻抗；(2)对于双回输电线路中的单回线发生单相接地和相间故障时，其测量阻抗值和故障距离不成正比，将双回线以外的部分进行归并，即将两侧单回线段的阻抗和对应的系统阻抗串联后的阻抗值作为等效系统阻抗，形成典型的双端电源经过双回线输电方式，计算双回线段发生单相接地故障时，测量阻抗公式如下：$Z=Z_{\mathrm{PM}}+k_B{Z}_{l1}\frac{1+(1+{2K}_{\mathrm{set}})D}{2(1+C)+\left({1+3K}_{\mathrm{set}}\right)\mathrm{AD}}+k_B{Z}_{m0}\frac{(A-1)D}{2(1+C)+\left({1+3K}_{\mathrm{set}}\right)\mathrm{AD}}$其中：$A=\frac{{2Z}_{n0}+\left({1-k}_B\right)(Z_{l0}+Z_{M0})}{Z_{n0}+\left({1-k}_B\right)(Z_{m0}+Z_{l0}+Z_{M0})}$$B=\frac{{2Z}_{m0}+k_B(Z_{l0}+Z_{M0})}{Z_{m0}+k_B(Z_{n0}+Z_{l0}+Z_{M0})}$$C=\frac{Z_{m1}+k_B(Z_{l1}+Z_{m1}+Z_{n1})}{Z_{n1}+\left({1-k}_B\right)(Z_{l1}+Z_{m1}+Z_{m1})}$$D=\frac{(1-B)(1+C)}{A-B}$$k_B=\frac{L_f-L_{\mathrm{PM}}}{L_{\mathrm{MN}}}$Z_m1、Z_n1、Z_m0、Z_n0分别为归并后m侧系统正序阻抗、n侧系统正序阻抗、m侧系统零序阻抗，n侧系统零序阻抗；Z_l1、Z_l0、Z_M0分别为双回线中单回线路全长正序阻抗、零序阻抗、零序互阻抗；K_set为距离元件零序补偿系数定值；L_MN为双回段MN线路全长；(3)计算双回线段发生相间故障时，测量阻抗公式如下：$Z=Z_{l1}+\frac{k_B{Z}_{l1}}{1+k_B-E\left({1-k}_B\right)}$其中：$E=\frac{\left({1+k}_B\right)Z_{m1}+k_B(Z_{l1}+Z_{n1})}{\left({1-k}_B\right)Z_{m1}+\left({2-k}_B\right)Z_{n1}+\left({1-k}_B\right)Z_{l1}}$(4)综合上述不同位置下故障测量阻抗计算公式，可形成全线的测量阻抗计算方法，有单相接地故障时，按如下计算:$Z=\left\{\begin{array}{cc}{Z}_{\mathrm{PM}}*\frac{L_f}{L_{\mathrm{PM}}}& 0\le L_f\le L_{\mathrm{PM}}\\ Z_{\mathrm{PM}}+k_B{Z}_{l1}\frac{1+\left({1+3K}_{\mathrm{set}}\right)D}{2(1+C)+\left({1+3K}_{\mathrm{set}}\right)\mathrm{AD}}+k_B{Z}_{m0}\frac{(A-1)D}{2(1+C)+\left({1+3K}_{\mathrm{set}}\right)\mathrm{AD}}& L_{\mathrm{PM}}<L_f\le L_{\mathrm{PN}}\\ Z^{\prime }+Z_{\mathrm{NQ}}*\frac{L_f-L_{\mathrm{MN}}}{L_{\mathrm{NQ}}}& L_{\mathrm{PN}}<L_f\le L_{\mathrm{PQ}}\end{array}\right.$其中：$Z^{\prime }=Z_{\mathrm{PM}}+k_B{Z}_{l1}\frac{1+\left({1+3K}_{\mathrm{set}}\right)D}{2(1+C)+\left({1+3K}_{\mathrm{set}}\right)\mathrm{AD}}+k_B{Z}_{m0}\frac{(A-1)D}{2(1+C)+\left({1+3K}_{\mathrm{set}}\right)\mathrm{AD}}|L_f=L_{\mathrm{PN}}$相间故障时，按如下计算：$Z=\left\{\begin{array}{cc}{Z}_{\mathrm{PM}}*\frac{L_f}{L_{\mathrm{PM}}}& 0\le L_f\le L_{\mathrm{PM}}\\ Z_{\mathrm{PM}}+\frac{k_B{Z}_{l1}}{1+k_B-E\left({1-k}_B\right)}& L_{\mathrm{PM}}<L_f\le L_{\mathrm{PN}}\\ Z^{\prime \prime }+Z_{\mathrm{NQ}}*\frac{L_f-L_{\mathrm{MN}}}{L_{\mathrm{NQ}}}& L_{\mathrm{PN}}<L_f\le L_{\mathrm{PQ}}\end{array}\right.$其中：$Z^{\prime }=Z_{\mathrm{PM}}+\frac{k_B{Z}_{l1}}{1+k_B-E\left({1-k}_B\right)}|L_f=L_{\mathrm{PN}}$(5)将全线按照固定步长绘制出测量阻抗的轨迹，即可获得该输电线路在单相接地故障时测量阻抗极大值Z_{max_p}和相间故障测量阻抗极大值Z_{max_pp}，该极大值和距离保护元件定值相比较,即可分别获取接地距离元件和相间距离元件的灵敏度如下：K_{K_p}=Z_{max_p}/Z_{set_p}K_{K_pp}=Z_{max_pp}/Z_{set_pp}针对任一参数确定的单回线串入双回线运行系统，通过上述步骤，可以实现对距离保护元件灵敏度的校核，从而判别该距离元件定值整定的合理性，保证线路故障时能够可靠动作，切除区内的故障。