[发明专利]基于沿线相间电压幅值特性线路相间故障电压保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体地说是涉及一种基于沿线相间电压幅值特性线路相间故障电压保护方法。

背景技术

阻抗距离保护根据故障阻抗大小反映故障距离长度以区分故障点位于保护区内或是位于保护区外。阻抗距离保护由于受电力系统运行方式和结构变化影响小，用于计算故障阻抗的电气量为全故障分量，适用于整个故障过程。因此，阻抗距离保护既可用于高压输电线路主保护，也可用作超/特高压交流输电线路后备保护。

然而，传统相间阻抗距离保护前提假设相间短路故障点电压为零，通过故障相间电压和故障相间电流比值计算故障阻抗，并根据故障阻抗大小来反映故障点的远近以决定是否发出跳闸信号。实际上，在电力系统中，除了人为构造的金属性相间短路故障外，相间短路故障点电压几乎不可能为零，因此，相间短路故障点电压会对相间阻抗距离保护动作性能造成严重影响。

实际电力系统中，特高压交流输电线路的电压、电流传输具有明显的波过程，沿线分布电容电流大，对阻抗距离保护动作性能的影响不能忽略。考虑线路沿线对地电容的影响，故障阻抗与故障距离呈双曲正切函数关系，双曲正切函数特性决定了阻抗继电器耐过渡电阻能力差，过渡电阻所带来的附加阻抗将严重影响阻抗继电器的动作性能。特压交流输电线路输送大容量电能，是重负荷输电线路，重负荷电流会使阻抗距离保护的动作灵敏度降低，重负荷电流对阻抗距离保护动作性能的影响不能忽略。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种实现特高压交流输电线路相间故障整个故障过程的单端继电保护功能，保护出口发生相间短路故障时无保护死区，保护反方向出口发生相间短路故障时不误动作，动作性能不受分布电容电流、过渡电阻和负荷电流影响的基于沿线相间电压幅值特性线路相间故障电压保护方法。

为完成上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于沿线相间电压幅值特性线路相间故障电压保护方法，其特征在于，包括如下依序步骤：

(1)保护装置测量输电线路保护安装处的两故障相电压和两故障相电流其中，φα＝AB或BC或CA相；

(2)保护装置从输电线路保护安装处开始，以固定步长递增依次计算输电线路上每一l_x点处的故障相间电压直至输电线路全长；其中，φα＝AB或BC或CA相；γ₁为输电线路正序传播系数；Z_c1为输电线路正序波阻抗；th(.)为双曲正切函数；

(3)保护装置选取输电线路上故障相间电压幅值达到最小对应的l_x点为输电线路相间短路故障点，并判断输电线路上故障相间电压幅值达到最小的l_x点是否位于保护整定范围内，若位于保护整定范围内，则保护装置发出动作跳闸信号，跳开三相输电线路两端的断路器。

本发明与现有技术相比较，具有下列积极成果：

本发明方法采用分布参数模型精确描述输电线路的物理特性，具有天然的抗分布电容影响的能力。本发明方法利用输电线路保护安装处到相间短路故障点的沿线相间电压幅值呈单调递减，相间短路故障点到输电线对端的沿线相间电压幅值呈单调递增这一特性构成输电线路相间故障继电保护，保护出口发生相间短路故障时无保护死区，保护反方向出口发生相间短路故障时不误动作，克服了过渡电阻和负荷电流对保护动作性能的影响，具有很强的耐受过渡电阻和抗负荷电流影响的能力，适用于实现特高压交流输电线路相间短路故障整个故障过程的单端继电保护功能。

附图说明

图1为应用本发明的线路输电系统示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细表述。

图1为应用本发明的线路输电系统示意图。图1中CVT为电压互感器、CT为电流互感器。保护装置对输电线路保护安装处的电压互感器CVT的电压和电流互感器CT的电流波形进行采样得到电压、电流瞬时值。

保护装置对采样得到的电压、电流瞬时值利用傅里叶算法计算输电线路保护安装处的两故障相电压和两故障相电流其中，φα＝AB或BC或CA相。

保护装置从输电线路保护安装处开始，以固定步长递增依次计算输电线路上每一l_x点处的故障相间电压直至输电线路全长；其中，φα＝AB或BC或CA相；γ₁为输电线路正序传播系数；Z_c1为输电线路正序波阻抗；th(.)为双曲正切函数。