專利名稱：一種用于同塔并架雙回線的綜合選相方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及輸電網(wǎng)中的同塔并架雙回輸電線路的故障選相方法。
背景技術(shù)：
同塔雙回線具有投資少、節(jié)約土地及單位走廊、輸送容量大等優(yōu)點(diǎn)，目前在我國(guó) 220kV及以上電壓等級(jí)的輸電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。同塔雙回線的故障非常復(fù)雜，從故障種類看共有120種，包括單回線故障22種，跨線故障98種。按照主保護(hù)雙重化的要求，同塔雙回線除了裝設(shè)使用單回線電量的兩套分相縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)并聯(lián)出口之外，還需要裝設(shè)第二原理的主保護(hù)，如縱聯(lián)距離或方向等。此外，還需要采用三段式距離及零序保護(hù)作為后備。而第二原理主保護(hù)和后備保護(hù)本身均不具備選相功能，需要在保護(hù)中設(shè)置單獨(dú)的選相元件，當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)的跳閘相別取決于選相元件和保護(hù)中測(cè)量元件的共同動(dòng)作結(jié)果。 由于同塔雙回線不僅相與相之間有互感，相鄰兩線間還有線間互感，使得其故障特性與單回線大不相同。因此，要實(shí)現(xiàn)選相跳閘，無(wú)疑對(duì)保護(hù)的選相元件提出了極高要求。常用的選相原理主要有兩類，突變量選相和穩(wěn)態(tài)故障量選相。相電流差突變量選相原理[1_2]通過(guò)比較三個(gè)相電流差故障前后的突變量數(shù)值來(lái)判斷故障類型，常用于單回線路中作為選相元件，其用于同塔雙回線的動(dòng)作特性需要研究。文獻(xiàn)[3]給出了一種使用相電流突變量結(jié)合零序電流比較的選相方法，特性類似相電差突變量選相。穩(wěn)態(tài)故障量選相原理主要有阻抗選相，電壓選相，序電流選相等。阻抗選相[2]依據(jù)阻抗元件的測(cè)量結(jié)果來(lái)確認(rèn)故障相，在單回線的大多數(shù)故障下能正確選相，但受故障點(diǎn)過(guò)渡電阻的影響較大；應(yīng)用于同塔雙回線時(shí)要采用同時(shí)計(jì)算6個(gè)阻抗測(cè)量元件的方法來(lái)判斷故障相，一般情況下發(fā)生跨線故障時(shí)可正確選相，但計(jì)算量太大，且無(wú)法判出出口跨線故障類型(此時(shí)兩相或三相電壓為零)。電壓選相[2’4]用于同塔雙回線時(shí)它無(wú)法區(qū)別是單回線內(nèi)的相間故障還是跨線故障。序電壓選相采用電壓序分量的相對(duì)相位關(guān)系進(jìn)行選相，具有零序負(fù)序電流選相的優(yōu)點(diǎn)，也同樣具有前述電壓選相元件的缺點(diǎn)。零序負(fù)序電流選相[6 7]是采用故障電流序分量相對(duì)相位關(guān)系的選相原理，具有受故障過(guò)渡電阻的影響較小且不受負(fù)荷電流影響的優(yōu)點(diǎn)，但用于同塔雙回線會(huì)誤選相。綜上所述，通過(guò)對(duì)同塔雙回線的故障特征進(jìn)行分析，發(fā)明適用于同塔雙回線的選相新方案具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)[1]葛耀中，新型繼電保護(hù)與故障測(cè)距原理與技術(shù)，西安西安交通大學(xué)出版社， 1996[2]朱聲石，高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)原理與技術(shù)，北京中國(guó)電力出版社，1995[3]索南加樂(lè)，劉東，同桿并架輸電線路跨線故障識(shí)別元件，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2007 年第31卷第1期，1月10日[4]俞波，楊奇遜，同桿并架雙回線保護(hù)選相元件研究，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，第23卷第4期，2003年4月[5]武在前，220kV同桿雙回線繼電保護(hù)方案的研究太原理工大學(xué)碩士學(xué)位論， 2004. 5[6]唐寶鋒，輸電線路故障選相新方法的研究華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 2004. 12[7]林湘寧，劉沛，楊春明等，基于相關(guān)分析的故障序分量選相元件，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2002，22 (5)

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)同塔雙回線的故障選相這一技術(shù)難題，本發(fā)明提出一種選相功能完善、動(dòng)作速度快的選相方法，為同塔雙回線的第二主保護(hù)和后備保護(hù)提供有效的選相方案，為保證輸電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)支撐。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用于同塔并架雙回線的綜合選相方法，在雙回線發(fā)生故障時(shí)采用下列的選相方法α)利用六序分量法消去各相量之間的互感電流，得到/;，/；0, /；, iFl, iT'2m
六序分量，TpT1和T2分別代表同零序、同正序和同負(fù)序量；Fd1和F2分別代表反零序、 反正序和反負(fù)序量；(2)依據(jù)}⑶的幅值是否為零區(qū)分出接地故障和不接地故障，當(dāng)}⑶幅為零判為接地故障；否則判為不接地故障，在接地故障和不接地故障中，分別依據(jù)下面的步驟3-6選出故障相；(3)根據(jù)單回線故障的特征Ifi Φ 0、非同名相跨線故障的特征Ifci Φ 0以及同名相跨線故障的特征Ifi = 0，區(qū)分出非同名相跨線故障、單回線故障和同名相線故障；(4)對(duì)于單回線故障(如IAG)，先根據(jù)同向的正負(fù)零序分量超前于反向的正負(fù)零序分量的相角是0°還是為180°從兩條線路中選出故障線；在正確選線后，根據(jù)負(fù)
序、零序電流選相原理進(jìn)行選相，選相的動(dòng)作條件如下-60°<argf <60°時(shí)，選A相， 60。<argf <180。時(shí)，選 B 相，180。<arg#<300。時(shí)，選 C 相；(5)對(duì)于同名相的跨線故障(如IBCIIBC)，當(dāng)argOV^的值位于0 °， 120°，-120°對(duì)稱三角形上時(shí)，是單同名相跨線故障；當(dāng)Mg(IVT1)的值位于-60°，60°， 180°對(duì)稱三角形上時(shí)，為雙同名相跨線故障；否則，為全相跨線故障；(6)對(duì)于非同名相的跨線故障(如IBCIIB)，如果相間電壓同時(shí)降低，則判為對(duì)稱跨線故障；否則，判斷發(fā)生不對(duì)稱的跨線故障，之后，按照下面的步驟選相對(duì)于非對(duì)稱跨線故障，如果是兩線兩相故障，根據(jù)arg存。/^,,argi^/龜兩個(gè)值各自滿足的關(guān)系即表1，確定故障相；對(duì)于兩線多相故障，利用&明存。/序2,呵存1/系兩個(gè)值相結(jié)合，即表2，判斷出故障相分別在哪條線路上。對(duì)于對(duì)稱跨線故障，依據(jù)表3、表4和表5， 利用呵氟/展，呵冬/系,argi|2/序2,arg4/^四個(gè)量中的不同兩個(gè)量組合選出故障相。
表1兩線兩相的跨線故障
權(quán)利要求
1. 一種用于同塔并架雙回線的綜合選相方法，在雙回線發(fā)生故障時(shí)采用下列的選相方法(1)利用六序分量法消去各相量之間的互感電流，得到/;，iF0, η, iFl, 和/六序分量，T0, T1和T2分別代表同零序、同正序和同負(fù)序量；Fp F1和F2分別代表反零序、反正序和反負(fù)序量；(2)依據(jù)}⑶的幅值是否為零區(qū)分出接地故障和不接地故障，當(dāng)}⑶幅為零判為接地故障；否則判為不接地故障，在接地故障和不接地故障中，分別依據(jù)下面的步驟3-6選出故障相；(3)根據(jù)單回線故障的特征IfiΦ 0、非同名相跨線故障的特征Iro Φ 0以及同名相跨線故障的特征Ifi = 0，區(qū)分出非同名相跨線故障、單回線故障和同名相線故障；(4)對(duì)于單回線故障(如IAG)，先根據(jù)同向的正負(fù)零序分量超前于反向的正負(fù)零序分量的相角是0°還是為180°從兩條線路中選出故障線；在正確選線后，根據(jù)負(fù)序、零序電流選相原理進(jìn)行選相，選相的動(dòng)作條件如下-60°<argf <60°時(shí)，選A相，60。<argf <180。時(shí)，選 B 相，180。<arg#<300。時(shí)，選 C 相；(5)對(duì)于同名相的跨線故障(如IBCIIBC)，當(dāng)Mg(IVT1)的值位于0°，120°，-120° 對(duì)稱三角形上時(shí)，是單同名相跨線故障；當(dāng)argOVTi)的值位于-60°，60°，180°對(duì)稱三角形上時(shí)，為雙同名相跨線故障；否則，為全相跨線故障；(6)對(duì)于非同名相的跨線故障(如IBCIIB)，如果相問(wèn)電壓同時(shí)降低，則判為對(duì)稱跨線故障；否則，判斷發(fā)生不對(duì)稱的跨線故障，之后，按照下面的步驟選相對(duì)于非對(duì)稱跨線故障，如果是兩線兩相故障，根據(jù)arg存。龜兩個(gè)值各自滿足的關(guān)系即表1，確定故障相；對(duì)于兩線多相故障，利用&明存。/序2,呵存1/系兩個(gè)值相結(jié)合， 即表2，判斷出故障相分別在哪條線路上；對(duì)于對(duì)稱跨線故障，依據(jù)表3、表4和表5，利用呵氟/展，呵冬/系,argi|2/序2,arg4/^四個(gè)量中的不同兩個(gè)量組合選出故障相。 表1兩線兩相的跨線故障
全文摘要
本發(fā)明涉及繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于同塔并架雙回線的綜合選相方法利用六序分量法消去各相量之間的互感電流；依據(jù)變換后的六序分量，首先區(qū)分出接地故障和不接地故障，再依據(jù)下面的步驟選出故障相根據(jù)單回線故障、非同名相跨線故障及同名相跨線故障的電流幅值特征，區(qū)分出非同名相跨線故障、單回線故障和同名相線故障；對(duì)于單回線故障先根據(jù)同向的正負(fù)零序分量超前于反向的正負(fù)零序分量的相角是0°還是為180°從兩條線路中選出故障線，之后再根據(jù)負(fù)序、零序電流選相原理進(jìn)行選相；對(duì)于同名相和非同名相的跨線故障分別判斷故障類型。本發(fā)明可以彌補(bǔ)目前應(yīng)用于雙回線上的其他選相方法選相功能不全面甚至誤選相的弊端。
文檔編號(hào)G01R31/08GK102279345SQ20111005675
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者張艷霞, 李首宇 申請(qǐng)人:天津大學(xué)