[发明专利]一种零序方向元件防误动方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电力系统输电线路继电保护领域，特别涉及一种零序方向元件防误动方法。

【背景技术】

同塔多回线路应用比较普遍，尤其在经济发达且人口密集的日本和欧洲部分国家应用较多。在德国，为有效利用线路走廊，政府规定凡新建线路必须同塔架设两回以上。在其高压和超高压线路中，同塔四回为常规线路，最多为六回。日本东京电力公司因辖区土地资源紧张，为减少线路走廊用地，尽量采用多回路同塔并架。110kV及以上的线路多数为同塔四回，500kV线路除早期2条为单回路外，其余均为同塔架双回。目前，日本同塔并架最多回路数为八回。近年来，随着电网建设速度的加快，在经济比较发达、规划设施密集的北京、广东等地区同塔多回线路应用也比较普遍，经过十多年的研究和应用，同塔并架已有了长足的发展，逐渐成为一项成熟的技术。国内第一条同塔4回线路建于1995年，为北京地区知春里－清河的220kV、110kV同塔线路。该线路采用了自立式鼓型塔，各回路三相导线采用垂直排列，共七层横担。上层为避雷线支架，中间三层为220kV导线横担，下面三层为110kV导线横担。为了限制导线风偏，设计档距不超过300m。为了提高稳定性，控制塔全高在50m左右。安康-南郊(西安)线是国内最早建设的330kV电压等级的同塔并架双回线路，是安康电厂唯一送出主干线路，是连接安康电厂和陕西电网的重要通道。由于同塔多回线路的广泛应用，它的相关技术问题研究是电力系统的热点研究方向之一。

就故障特征而言，同塔多回线路与普通单回线路相比的主要区别在于其受相邻线的影响。对于存在电路联系的运行方式，故障特征不仅需要考虑相邻线对应相电气量的剧烈变化，还需要考虑不同回线间互感的影响。对于不存在电路联系的运行方式，则故障特征仅需考虑不同回线间互感的影响。健全线路在故障时出现的电气量变化使其存在误动风险，且单回线故障情况下相邻线零序方向元件的误动问题在各电压等级电网屡见不鲜，往往会造成零序方向保护的误动作。对于长距离同走廊架设线路，由于线间互感作用，零序方向保护同样存在误动问题。

综上分析，对于具有弱电强磁联系的同塔多回线路和长距离同走廊架设线路，零序方向保护虽然存在故障线路保护的选择性和灵敏度问题，但健全线路保护的误动问题亦很突出，应该引起足够的重视。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种零序方向元件防误动方法，以解决互感引起的健全线路零序方向保护误动作问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种零序方向元件防误动方法，包括以下步骤：

(1)获取线路保护安装处的相电流；

(2)提取相电流的故障分量；

(3)根据防误动算法的起动判据，判断是否起动防误动算法；如果起动，进入步骤(4)；

(4)比较各线路中各相故障分量电流波形的相似度；根据相似度比较结果选出健全线路,并对其零序方向元件予以闭锁，故障线路的零序方向元件则不予闭锁。

步骤(4)中通过计算三相故障分量电流两两之间的模型误差反映故障分量电流波形之间的相似度，并采用三个模型误差中的任意两个构造模型误差判据；若某一线路的两个模型误差值均小于整定值，判定本线路为健全线路，并对零序方向元件予以闭锁；若某一线路的两个模型误差值不都小于整定值，则判定本线路为故障线路，对零序方向元件不予闭锁。

步骤(3)中防误动算法的起动判据为：

I_set取值为0.2倍零序方向元件起动电流整定值。

步骤(4)中三相故障分量电流两两之间的模型误差为：

其中，Δi_α和Δi_β为A、B、C三相故障分量电流中的两项。

步骤(4)中若选择计算A、B两相和B、C两相故障分量电流之间的模型误差，则模型误差判据为：

r(Δi_a,Δi_b)<r_set且r(Δi_b,Δi_c)<r_set

其中，r_set可以取(0,0.8)范围内的任意数值。为保证判据的可靠性，r_set可取为0.4。

本发明解决的技术问题有：1、弱电强磁情况下一回线发生故障时，故障线路和健全线路的故障特征本质差异；2、对故障线路和健全线路故障特征本质差异的描述和识别方法；3、健全线路零序方向元件闭锁措施。