專(zhuān)利名稱(chēng)：：適用于t型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種適用于T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，屬于電學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：電流差動(dòng)保護(hù)原理是在本世紀(jì)初提出的，由于其原理簡(jiǎn)單、性能可靠而被廣泛用作電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)、變壓器、母線和大型電動(dòng)機(jī)等元件的主保護(hù)。電流差動(dòng)保護(hù)原理在電力線路上的應(yīng)用，最早就是傳統(tǒng)的導(dǎo)引線保護(hù)，它可作為高中壓電網(wǎng)中的短距離線路的全線速動(dòng)主保護(hù)，對(duì)于中長(zhǎng)距離的輸電線路，由于難以測(cè)量線路對(duì)端的電流，而在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，難以應(yīng)用電流差動(dòng)保護(hù)原理。隨著微波通信技術(shù)、光纖通信技術(shù)的發(fā)展和其在電力系統(tǒng)通信中的逐漸應(yīng)用，出現(xiàn)了輸電線路的微波電流差動(dòng)保護(hù)和光纖電流差動(dòng)保護(hù)，保護(hù)配設(shè)有專(zhuān)用的微波通道或光纜，解決了兩端或多端線路各端信息的傳遞和交換問(wèn)題，如今光纖電流差動(dòng)保護(hù)已成為輸電線路包括T型接線輸電線路的主保護(hù)中應(yīng)用最多的一種保護(hù)。目前應(yīng)用于T型接線輸電線路的差動(dòng)保護(hù)方法主要有基于工頻正弦量的全電流相量差動(dòng)保護(hù)方法與基于故障分量電流的T型接線線路差動(dòng)保護(hù)方法。由于全電流相量差動(dòng)保護(hù)的差動(dòng)保護(hù)判據(jù)中引入了負(fù)荷電流，降低了區(qū)內(nèi)故障的靈敏度，在高阻故障并伴隨有大負(fù)荷送出時(shí)保護(hù)有可能拒動(dòng)；而基于故障分量電流的T型接線線路差動(dòng)保護(hù)方法在三端系統(tǒng)發(fā)生內(nèi)部故障且某側(cè)有故障電流流出的情況下，由于穿越性電流的影響，與內(nèi)部故障時(shí)無(wú)故障電流流出的情況相比，雖然動(dòng)作量不變，但制動(dòng)量卻增大了，在這種情況下保護(hù)也有可能會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)。目前輸電線路分相電流差動(dòng)保護(hù)并未考慮分布電容電流的影響以及T型接線輸電線路的差動(dòng)保護(hù)方法上的一些缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，以對(duì)T型接線輸電線路的差動(dòng)保護(hù)方法的保護(hù)判據(jù)進(jìn)行改進(jìn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案采用了一種適用于T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，該保護(hù)方法如下(1)該縱聯(lián)保護(hù)的快速啟動(dòng)元件為|ik_ik—N|>Ks*|ik—N_ik—2N|+Imk式中，ik、ik—N、ik—2N分別為第k次采樣、k-N次采樣、k-2N次采樣時(shí)刻的A、B、C三相中的某相電流值，N為每周期的采樣點(diǎn)數(shù)，Imk為固定門(mén)檻，取電流互感器二次額定電流的0.2倍，即Imk=0.2Ie，Ks為浮動(dòng)門(mén)檻可靠系數(shù)，T型接線輸電線路三端電流中的任一相滿足條件，該快速啟動(dòng)元件動(dòng)作；(2)T型接線的輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>A/p分別為T(mén)型接線的輸電線路母線m、n、p處的故障電壓分量和故障電流分量，t、J、A為m、n、p處流過(guò)的穩(wěn)態(tài)電流，K^為可靠系數(shù)，Zc為線路的等值容抗，I^為電流設(shè)定值，其整定按躲過(guò)線路的電容電流，并留有一定裕度，^為三端輸電線路的穩(wěn)態(tài)差動(dòng)電流<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>w|z作為T(mén)型接線輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的輔助判據(jù)，主判據(jù)，以上兩式同時(shí)滿足后保護(hù)動(dòng)作。該適用于T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法的浮動(dòng)門(mén)檻可靠系數(shù)Ks取值為1.25。該適用于T型接線的輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法的可靠系數(shù)Krel取值在0.5-0.6。該適用于T型接線的輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法的線路的等值容抗Zc取T型三端輸電線路的三條支路等值容抗的最小值，即Zc=min{Z。m，Z。n，Z。p}，Z、Zm和Z。p分別為T(mén)型線路上三條支路的等值容抗。該適用于T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法的電流設(shè)定值Isrt取值為電流互感器二次電流等于O.l安。與現(xiàn)有T型接線輸電線路保護(hù)方法相比，本發(fā)明的保護(hù)方法具有以下特點(diǎn)(1)該保護(hù)方法增設(shè)了采用浮動(dòng)門(mén)檻的電流變化量快速啟動(dòng)元件，當(dāng)T型接線輸電線路上發(fā)生某端空投、區(qū)外故障以及區(qū)內(nèi)故障時(shí)，該快速元件不受CT飽和的影響快速啟動(dòng)。在空投及區(qū)外故障時(shí)，由于負(fù)荷電流為穿越性電流，縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作判據(jù)的輔助判據(jù)l乙l〉4,不成立，lA^MA/一在理論上反映了線路的等值容抗，其大小介于三條支路中的最大容抗值與最小容抗值之間，縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作判據(jù)的主判據(jù)lA^^卜i^,*Ze—A/』也不成立，保護(hù)不動(dòng)作。(2)當(dāng)T型接線輸電線路上發(fā)生區(qū)內(nèi)金屬性故障時(shí)，啟動(dòng)元件迅速起動(dòng)，/A/輔助判據(jù)>反映的是系統(tǒng)阻抗和線路阻抗，模值很小，動(dòng)作判據(jù)的主判據(jù)成立，動(dòng)作判據(jù)的,也成立，保護(hù)可靠動(dòng)作。(3)當(dāng)T型接線輸電線路三端都裝有并聯(lián)電抗器時(shí)，由于電抗器的阻抗要比系統(tǒng)電源阻抗和線路阻抗大得多，區(qū)內(nèi)故障時(shí)，流過(guò)并聯(lián)電抗器的差動(dòng)電流很小，可以忽略，動(dòng)作判據(jù)的主判據(jù)與輔助判據(jù)都成立，保護(hù)可靠動(dòng)作；區(qū)外故障時(shí)，由于輸電線路一般采用欠補(bǔ)償，即當(dāng)并聯(lián)電抗器投入運(yùn)行后，線路上的差動(dòng)電流依然是電容電流，相對(duì)于其未投入時(shí)At/./A/.的模值增大了，其可靠性更高，輔助判據(jù)與主判據(jù)都/A/.僅與系統(tǒng)阻抗和的情況，發(fā)生外部故障時(shí)，不滿足，保護(hù)不動(dòng)作。(4)當(dāng)T型線路發(fā)生區(qū)內(nèi)高阻接地故障時(shí)，其動(dòng)作量A"線路阻抗有關(guān)，與故障時(shí)的過(guò)渡電阻無(wú)關(guān)，動(dòng)作判據(jù)的主判據(jù)容許過(guò)渡電阻的能力大大提高，而動(dòng)作判據(jù)的輔助判據(jù)l4^>乙,對(duì)區(qū)內(nèi)高阻接地故障也有足夠的靈敏度，因此在區(qū)內(nèi)高阻接地故障時(shí)保護(hù)可靠動(dòng)作。(5)在T型線路內(nèi)部發(fā)生故障而有電流流出的情況下，由于流出電流為穿越性電流，它會(huì)使得制動(dòng)電流增大，而差動(dòng)電流不受影響，所提出的T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，由于其動(dòng)作判據(jù)的主判據(jù)及輔助判據(jù)都只與差動(dòng)電流有關(guān)，與制動(dòng)電流無(wú)關(guān)，在這種情況下，該方法的保護(hù)性能不會(huì)受到任何影響，仍然能可靠、靈敏地動(dòng)作。圖1為本發(fā)明的T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法在T型線路上發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)的保護(hù)動(dòng)作情況分析；圖2為本發(fā)明的T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法在T型線路上發(fā)生區(qū)外故障時(shí)的保護(hù)動(dòng)作情況分析；圖3為本發(fā)明的T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法在T型線路三端都裝有并聯(lián)電抗器且并聯(lián)電抗器可投切時(shí)的保護(hù)動(dòng)作情況分析。具體實(shí)施例方式如圖1示，當(dāng)T型接線輸電線路內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，設(shè)故障點(diǎn)為m支路上的F點(diǎn)，其中m支路上的線路阻抗Zlm=Z^+Z^，過(guò)渡電阻為RF。首先將故障點(diǎn)兩端的阻抗進(jìn)行等效，令&=Zlml+Zms，Zn=Zln+Zns，Zp=Zlp+Zps，Z2—(Zin+Zns)//(Zlp+Zps)—Zn//Zp，Z3—Zlm2+Z2。可得故障電流A/F=A《+^//Z3).....z，而A^=Ai+A/+A/p=-Aif，代入上面式子，可得=-《x[~^~xZm+~l~x(Zp《+Z"xZ』令Zc-,，由于Zn〉ZM，Zp〉Zps，因此有Z+ZpZ+ZpZ"+2p、"p5A,〈[^xZ肌+^Vx2Z2]-Z丄+"^已知zms<Zl，z2<z3，因此，zcrf<Z3Z;。ZlZ2<"，=3(z,〃z3)即^=<min(3Z,，3ZJ，|》>7，—A/尸同時(shí)，由于|A7cd卜IA/m+A/+A/pI=所以，l之d卜4,由此可見(jiàn)，當(dāng)T型接線輸電線路內(nèi)部故障時(shí)，lA^』/lA/』反映的是系統(tǒng)阻抗和線路阻抗，相比于線路外部故障時(shí)的計(jì)算得到的線路等值容抗，模值很小，同時(shí)由于內(nèi)部故障時(shí)故障電流變化量遠(yuǎn)大于電流設(shè)定值，保護(hù)可靠動(dòng)作；即使發(fā)生高阻接地故障，由于lA[J』/lA/^僅與系統(tǒng)阻抗和線路阻抗有關(guān)，與故障時(shí)的過(guò)渡電阻無(wú)關(guān)，且故障電流變化量大于電流設(shè)定值，動(dòng)作判據(jù)中的主判據(jù)與輔助判據(jù)都滿足，保護(hù)仍能可靠動(dòng)作；在內(nèi)部發(fā)生故障而有電流流出的情況下，由于流出電流為穿越性電流，它會(huì)使得制動(dòng)電流增大，而差動(dòng)電流不受影響，由于動(dòng)作判據(jù)的主判據(jù)及輔助判據(jù)都只與差動(dòng)電流有關(guān)，與制動(dòng)電流無(wú)關(guān)，因此保護(hù)仍能可靠靈敏地動(dòng)作。如圖2示，當(dāng)T型接線輸電線路發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，差動(dòng)電流全部由電容電流構(gòu)成，圖中A/，、A/OT、A/^分別為流過(guò)三端線路等效電容的故障分量電流，Z。m、Z。n和Z。p分別為T(mén)型接線線路上三條支路的等值容抗。故障分量差動(dòng)電流為Zcp，k3=Af>m/Z+A^/Zc/)若假設(shè)Zcm=max{Zcm，Zcn，Zcp}，Zcp=min{Zcm，Zcn，Zcp}，且、=Zcm/Zcn，k2=ZcZm/XP，易知，、，k2，k3均為大于1的實(shí)數(shù)。因此，有AfAf>mA&Af>pAC>m&△《&△《"cm"c""cp"cm'""cp~^~^~^~^~^由于1<、<k2，Af>cd=(At>m+△《+<(△《+&△《+所以，A《rf/A/Cd+&A《+*2A^)/A/Crf=乙，又因?yàn)?A/=,A《!△—!△《,cdzzzzA，zz6的變化j:差動(dòng)電流為母線電壓而Af)w=(Af/m+Af/+△)>2++At/p):所以，A《d/A/Cd〉(△[>/^A《)/A/"=綜上可知，；〈M^/A^〈乙即min(Z③,Zc",ZJ<At>crf/A/Cd<max{Zcm,Zc,Zcp}同時(shí)，由于區(qū)外故障時(shí)故障電流為穿越性電流，其故障分t在線路分布電容上造成的電流變化量引起的，由于線路的等值容抗很大，其對(duì)動(dòng)作判據(jù)的輔助判據(jù)產(chǎn)生的影響可以忽略不計(jì)，即|}』>乙,不成立。因此，T型接線輸電線路上發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，Af7^/A4^反映線路的等值容抗，其大小介于三條支路中的最大容抗值與最小容抗值之間，相對(duì)于系統(tǒng)阻抗和線路阻抗，它是一個(gè)較大的數(shù)值，同時(shí)，三端輸電線路的穩(wěn)態(tài)差動(dòng)電流也小于保護(hù)電流設(shè)定值，保護(hù)不動(dòng)作。如圖3示，若T型接線輸電線路三端都裝有并聯(lián)電抗器，由于電抗器的阻抗要比系統(tǒng)電源阻抗和線路阻抗大得多，區(qū)內(nèi)故障時(shí)，流過(guò)并聯(lián)電抗器的故障分量差動(dòng)電流很小，因此可以忽略電抗器的影響，即當(dāng)線路上安裝電抗器后，仍如前面分析，內(nèi)部故障時(shí)故障相對(duì)應(yīng)的,反映系統(tǒng)阻抗和線路阻抗，其值較小，動(dòng)作判據(jù)<WA/,>滿足，保護(hù)可靠動(dòng)作。若裝有并聯(lián)電抗器的T型線路上發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，其短路附加狀態(tài)如圖3，圖中，Zta，Z^和分別為三條支路上加裝的并聯(lián)電抗器的阻抗，當(dāng)T型線路上發(fā)生外部故障時(shí)，令Z。d。、Z^分別為電抗器退出運(yùn)行及投入運(yùn)行時(shí)的等值阻抗。當(dāng)電抗器退出運(yùn)行時(shí)，與圖2<Zcd0=A"crf/|A/Cd<max{|Z。|,|;|，|;|}。當(dāng)電抗分析類(lèi)似，其等值阻抗min^」,l&l,1^器投入運(yùn)行時(shí)，=A^/(Zem〃ZLm)+A《/(^〃4)+A~/(、〃ZLp)令Z'Cm=ZCm〃ZLnl，Z'm=Zcn〃ZLn，Z'cp=Zcp〃ZLp，同圖2分析類(lèi)似，可得/A/,<max{|Z:m|,|Z:|,|z;|}由于輸電線路一般采用欠補(bǔ)償，即當(dāng)并聯(lián)電抗器投入運(yùn)行后，線路上的差動(dòng)電賴'右依然是電容電流，由此可知各支路均有"c>1/"L。所以，IZ'|=l/[("Cni-l/"Lj]>|Zj=l/"Cm，|Z'cn|=l/[("cn-l/"Ln)]>|Zcn|=l/"cn，|Z'cp|=l/[("cp-l/"LJ]>|Zj=1/"c。，顯然|Z。dl|>IZ。d。l，即當(dāng)電抗器投入運(yùn)行后，相對(duì)于其未投入時(shí)的模值增大了，其差動(dòng)電流變化』A/erf也比電抗器未的情況，發(fā)生外部故障時(shí)，/A/Crf投入時(shí)有所減小。因此，對(duì)于裝有并聯(lián)電抗器的線路，如果定值Ze按照電抗器退出運(yùn)行時(shí)的情況來(lái)整定，則當(dāng)電抗器退出運(yùn)行時(shí)，區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障時(shí)保護(hù)的動(dòng)作情況如同圖1、圖2的分析；當(dāng)電抗器投入運(yùn)行時(shí)，區(qū)內(nèi)故障的靈敏度不會(huì)受影響，而且外部故障時(shí)的安全性更高。權(quán)利要求一種適用于T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，其特征在于，包括以下步驟(1)該縱聯(lián)保護(hù)的快速啟動(dòng)條件為|ik-ik-N|＞Ks*|ik-N-ik-2N|+Imk式中，ik、ik-N、ik-2N分別為第k次采樣、k-N次采樣、k-2N次采樣時(shí)刻的A、B、C三相中的某相電流值，N為每周期的采樣點(diǎn)數(shù)，Imk為固定門(mén)檻，取電流互感器二次額定電流的0.2倍，即Imk＝0.2Ie，Ks為浮動(dòng)門(mén)檻可靠系數(shù)，T型接線輸電線路三端電流中的任一相滿足條件，該快速啟動(dòng)元件動(dòng)作；(2)T型接線的輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mo>|</mo><mi>Δ</mi><msub><mover><mi>U</mi><mo>·</mo></mover><mi>cd</mi></msub><mo>|</mo><mo><</mo><msub><mi>K</mi><mi>rel</mi></msub><mo>*</mo><msub><mi>Z</mi><mi>C</mi></msub><mo>*</mo><mo>|</mo><mi>Δ</mi><msub><mover><mi>I</mi><mo>·</mo></mover><mi>cd</mi></msub><mo>|</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>|</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>·</mo></mover><mi>cd</mi></msub><mo>|</mo><mo>></mo><msub><mi>I</mi><mi>set</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced>式中，和分別為T(mén)型接線的輸電線路三端m、n、p處的故障電壓分量和故障電流分量，為m、n、p處流過(guò)的穩(wěn)態(tài)電流，Krel為可靠系數(shù)，ZC為線路的等值容抗，Iset為電流設(shè)定值，其整定按躲過(guò)線路的電容電流并留有一定裕度，為三端輸電線路的穩(wěn)態(tài)差動(dòng)電流，作為T(mén)型接線輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的輔助判據(jù)，作為主判據(jù)，以上兩式同時(shí)滿足后保護(hù)動(dòng)作。F2008102315439C0000012.tif,F2008102315439C0000013.tif,F2008102315439C0000014.tif,F2008102315439C0000015.tif,F2008102315439C0000016.tif,F2008102315439C0000017.tif,F2008102315439C0000018.tif,F2008102315439C0000019.tif,F2008102315439C00000110.tif,F2008102315439C00000111.tif2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，其特征在于，其浮動(dòng)門(mén)檻常數(shù)Ks取值為1.25。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，其特征在于，其可靠系數(shù)K^取值在O.5-0.6。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，其特征在于，線路的等值容抗Zc取T型接線輸電線路的三條支路等值容抗的最小值，即Zc=min{Z，Zcn，Zcp}，Z。m、Zm和Z。p分別為T(mén)型線路上三條支路的等值容抗。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，其特征在于，電#設(shè)定值Isrt取值為電流互感器二次電流等于0.1安。'右全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于T型接線輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，設(shè)置有(1)快速啟動(dòng)元件|ik-ik-N|＞Ks*|ik-N-ik-2N|+Imk，N為每周期的采樣點(diǎn)數(shù)，Imk為固定門(mén)檻，當(dāng)T型接線輸電線路三端電流中的任一相滿足條件時(shí)，該快速啟動(dòng)元件動(dòng)作；(2)保護(hù)動(dòng)作判據(jù)其中和分別為T(mén)型接線的輸電線路母線m、n、p處的故障電壓分量和故障電流分量，為m、n、p處流過(guò)的穩(wěn)態(tài)電流，Krel為可靠系數(shù)，ZC為線路的等值容抗，Iset為電流設(shè)定值，為三端輸電線路的穩(wěn)態(tài)差動(dòng)電流。該方法使得T型接線輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的靈敏度不受故障電流和穿越性電流的影響，提高了靈敏度。文檔編號(hào)H02H7/26GK101771268SQ20081023154公開(kāi)日2010年7月7日申請(qǐng)日期2008年12月29日優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日發(fā)明者商建華,李瑞生,樊占峰,索南加樂(lè),賀要鋒申請(qǐng)人:許繼電氣股份有限公司;河南省電力公司許昌供電公司