抗分布电容电流和过渡电阻的线路单相接地故障继电保护方法

摘要

本发明公开了一种抗分布电容电流和过渡电阻的线路单相接地故障继电保护方法。该方法首先利用集总参数模型建模，并计算故障距离，然后采用长线方程描述输电线路电压、电流传输的物理特性，利用得到的故障距离计算输电线路补偿电流，进而根据输电线路保护安装处到单相接地故障点的电压降与故障距离呈双曲正切函数关系计算线路故障阻抗，根据对线路故障阻抗幅值的判断，确定是否发出动作跳闸信号。应用本发明方法作为超/特高压交流输电线路单相接地故障继电保护，能精确计算输电线路保护安装处到单相接地故障点的线路故障阻抗，与接地故障点电压、分布电容电流、过渡电阻和负荷电流无关，动作性能满足继电保护选择性、可靠性、灵敏性和速动性的要求。

主权项

1.抗分布电容电流和过渡电阻的线路单相接地故障继电保护方法，其特征在于，包括下列步骤：（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故障相电流故障相负序电流和零序电流其中，φ=A、B、C相；（2）保护装置计算如下数据：领先的角度θ₁；领先的角度θ₂；单位长度输电线路正序阻抗z₁的相角θ₃；其中，z₁为单位长度输电线路正序阻抗，z₀为单位长度输电线路零序阻抗；（3）保护装置根据上述获得的测量数据和计算数据进一步计算输电线路补偿电流${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{set}}=$${\stackrel{·}{I}}_{\phi }+(\frac{Z_0\mathrm{ch}\left({\gamma }_0\frac{{\sin \theta }_1}{\sin ({\theta }_2+{\theta }_3)}\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\phi }}{z_1({\stackrel{·}{I}}_{\phi }+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{·}{I}}_0)}\right)+Z_{c0}\mathrm{sh}\left({\gamma }_0\frac{{\sin \theta }_1}{\sin ({\theta }_2+{\theta }_3)}\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\phi }}{z_1({\stackrel{·}{I}}_{\phi }+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{·}{I}}_0)}\right)}{Z_{\mathrm{cl}}\mathrm{sh}\left({\gamma }_1\frac{{\sin \theta }_1}{\sin ({\theta }_2+{\theta }_3)}\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\phi }}{z_1({\stackrel{·}{I}}_{\phi }+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{·}{I}}_0)}\right)}-\frac{Z_0}{Z_{\mathrm{cl}}}\mathrm{cth}\left({\gamma }_1\frac{{\sin \theta }_1}{\sin ({\theta }_2+{\theta }_3)}\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\phi }}{z_1({\stackrel{·}{I}}_{\phi }+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{·}{I}}_0)}\right)-1)$其中，φ=A、B、C相，Z₀为输电线路保护安装处的系统零序等值阻抗，γ₁、γ₀分别为输电线路正序、零序传播系数，Z_c1、Z_c0分别为输电线路正序、零序波阻抗，ch(.)为双曲余弦函数，sh(.)为双曲正弦函数，cth(.)为双曲反正切函数；（4）保护装置进一步计算如下角度数据：的相角α；领先的角度β；领先的角度γ；其中，th(.)为双曲正切函数；（5）保护装置根据获得的角度数据计算输电线路保护安装处到单相接地故障点的线路故障阻抗$Z_{\phi ,\mathrm{ce}}=\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\phi }}{{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{set}}}\frac{\sin \beta }{\sin (\alpha +\gamma )};$（6）保护装置比较|Z_φ,ce|<|Z_c1th(γ₁l_set)|是否成立，若成立，则保护装置发出动作跳闸信号；其中，l_set为保护整定范围。