[发明专利]一种基于T型线路等效及测后模拟思想的同塔双回输电线路纵联保护的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于T型线路等效及测后模拟思想的同塔双回输电线路纵联保护的方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

线路纵联电流差动保护作为特高压交流输电线路主保护之一，利用通道将本侧电流的波形和代表电流相位的信号传送到对侧，每侧保护根据两侧电流的幅值和相位比较的结果区分是区内故障还是区外故障。这种保护既比较线路两侧电流的大小又比较电流的相位，要求进行相量比较，而传输两端的电流相量时，对传输设备的传输容量和传输速率都有较高的要求，而且，因为必须对两端同一时刻的相量进行比较，故要求两端数据必须严格同步。特别地，当这种保护用于长距离特高压输电线路时，还会受到线路分布电容电流的影响，难以正常动作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为克服传统线路纵联电流差动保护的缺点，更好地实现同塔双回输电线路区内保护，提出了一种基于T型线路等效及测后模拟思想的同塔双回输电线路纵联保护的方法，通过对基于集中参数T型等效的同塔双回输电线路同向量                                                模网络进行分析，实现对同塔双回输电线路区内外故障的快速、可靠判别。

本发明的技术方案是：一种基于T型线路等效及测后模拟思想的同塔双回输电线路纵联保护的方法，检测并记录同塔双回输电线路首端（M端）和末端（N端）电压、电流，并进行相模变换，得到同向量模分量；由首端同向量模电压、电流和末端同向量模电压、电流分别模拟出线路中点的同向量模电流和；将+在短时窗内的积分值作为判据特征量，通过比较判据特征量和预先设置阀值的大小，对同塔双回输电线路区内外故障进行判别。

其具体步骤如下：

    （1）将同塔双回输电线路首端和末端电压、电流利用相模变换矩阵转换为相互独立的模量，建立基于集中参数T型等效的同塔双回输电线路同向量模网络；

    （2）利用首端和末端同向量模电压、电流分别模拟出同塔双回输电线路中点T的同向量模电流

        （1）   

        （2） 

式中，、分别为利用首端和末端同向量模电压、电流模拟的线路中点T的同向量模电流；

    （3）将+在短时窗内的积分值作为判据特征量；

    （4）通过仿真实验，设置阀值，通过比较判据特征量和预先设置阀值的大小，对同塔双回输电线路区内外故障进行判别：

若，则判断为被保护线路无故障；

若，则判断为被保护线路区内故障。

本发明所使用的相模变换矩阵如下所示：

则，相电流和模电流之间的关系为

                            （3）

    式中，；；

相电压和模电压之间的关系为

                            （4）

    式中，；；

    式中，下标T代表同向量，F代表环流量，A、B、C为相量，I代表回线I，II代表回线II。

测量首端首端和末端电压电流时，数据采样时间长度为3ms，采样频率为20kHz。

本发明的原理是：

1、同塔双回输电线路区内无故障的短窗描述

如图1所示的同塔双回输电线路系统，被保护线路为MN段，其基于集中参数T型线路等效的同向量模网络如图2所示（R_s为线路正序单位长度电阻值，L_s为正序单位长度电感值，C_s为正序单位长度电容值，、为M端同向量模电流和电压，、为N端同向量模电流和电压），假设线路MN段无故障，此时线路MT段与线路NT段（T为被保护线路中点）线路参数完全一致，可由M端同向量模模电压、电流和N端同向量模电压、电流分别模拟出线路中点同向量模电流和（如图3所示），根据电路理论可知：

                                     （1）

                                              （2）       

将（1）代入（2）中，可得：               

       （3）  

同理，可得：  

        （4）