基于差動(dòng)系數(shù)矩陣的特高壓交流輸電線路繼電保護(hù)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于差動(dòng)系數(shù)矩陣的特高壓交流輸電線路繼電保護(hù)方法。它首先測(cè)量特高壓交流輸電線路一端的A、B、C相正序電壓、正序電流、負(fù)序電壓、負(fù)序電流；利用分布參數(shù)模型，計(jì)算特高壓交流輸電線路另一端的A、B、C相正序電流和負(fù)序電流，分別計(jì)算A、B、C相混合系分量差動(dòng)電流幅值，進(jìn)而計(jì)算差動(dòng)系數(shù)矩陣，然后利用差動(dòng)系數(shù)矩陣各元素間的大小關(guān)系判別特高壓交流輸電線路故障相。本發(fā)明方法不受分布電容電流的影響，適用于任何電壓等級(jí)，特別是特高壓交流輸電線路；用于特高壓交流輸電線路故障后整個(gè)故障過(guò)程的繼電保護(hù)，動(dòng)作性能不受過(guò)渡電阻和負(fù)荷電流的影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于差動(dòng)系數(shù)矩陣的特高壓交流輸電線路繼電保護(hù)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是涉及一種基于差動(dòng)系數(shù)矩陣 的特高壓交流輸電線路繼電保護(hù)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前中國(guó)已建成世界上第一條正式并網(wǎng)運(yùn)行的晉東南-南陽(yáng)-荊門(mén)1000kV特高 壓交流輸電線路。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司的《統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)研究報(bào)告》，2015年前中國(guó)將建 成特高壓交流輸電線路3. 9萬(wàn)公里，2020年前將建成特高壓交流輸電線路4. 7萬(wàn)公里，基本 建成以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的國(guó)家電網(wǎng)格局。
[0003] 特高壓交流輸電網(wǎng)絡(luò)可大幅提高電能輸送容量，緩解中國(guó)緊張的運(yùn)能形勢(shì)，有利 于減少輸電損耗，節(jié)省輸電成本，節(jié)能減排，從而推動(dòng)綠色能源經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，又可使中國(guó)電 網(wǎng)更加智能、堅(jiān)強(qiáng)、穩(wěn)定、可靠。同時(shí)，作為電網(wǎng)骨干網(wǎng)架，特高壓交流輸電線路發(fā)生故障后， 若故障不能得以及時(shí)檢測(cè)到并正確切除，會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)穩(wěn)定性受到破壞，甚至可能造成 系統(tǒng)崩潰，從而會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)造成難以估量的損失。
[0004] 由于不受系統(tǒng)運(yùn)行方式和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)影響，且具有天然的選相功能，電流差動(dòng)保護(hù) 一直是各種電壓等級(jí)輸電線路的主保護(hù)。在500kV及以下電壓等級(jí)輸電線路中，由于輸電 線路沿線分布電容電流很小，分布電容對(duì)電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作性能影響很小。然而，特高壓交 流輸電線路的電壓、電流傳輸具有明顯的波過(guò)程，沿線分布電容電流很大，利用兩端電流矢 量和的幅值作為動(dòng)作量的傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)面臨著電流差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)電流大，而為了防止 保護(hù)誤動(dòng)，提高啟動(dòng)設(shè)定值又會(huì)導(dǎo)致保護(hù)靈敏度不足，制約著傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)在特高壓 交流輸電線路上的應(yīng)用。
[0005] 由于受負(fù)荷電流的影響，高阻接地短路故障時(shí)，直接利用兩端電流矢量和的幅值 作為動(dòng)作量的傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)無(wú)法正確跳開(kāi)故障相，而是由零序電流差動(dòng)保護(hù)作為其后 備保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)三相線路。由于非全相運(yùn)行狀態(tài)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定的影響遠(yuǎn)小于三相跳開(kāi)的情 況，由零序電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)三相線路這一動(dòng)作策略會(huì)增強(qiáng)故障對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的沖 擊。因此，發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，如果能正確跳開(kāi)故障相，保留其余兩正常相繼續(xù)運(yùn)行， 有利于增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定，從而使電網(wǎng)更加堅(jiān)強(qiáng)可靠。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種基于差動(dòng)系數(shù)矩陣的特高 壓交流輸電線路繼電保護(hù)方法。本發(fā)明方法物理模型采用分布參數(shù)模型，不受分布電容電 流的影響，適用于任何電壓等級(jí)，特別是特高壓交流輸電線路。本發(fā)明方法適用于特高壓交 流輸電線路故障后整個(gè)故障過(guò)程的繼電保護(hù)，動(dòng)作性能不受過(guò)渡電阻和負(fù)荷電流的影響， 尤其當(dāng)特高壓交流輸電線路發(fā)生單相高阻接地故障時(shí)，本發(fā)明方法能正確可靠識(shí)別故障 相，實(shí)現(xiàn)單相故障跳單相故障線路的繼電保護(hù)功能。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的所采用的技術(shù)方案是：
[0008] 基于差動(dòng)系數(shù)矩陣特高壓交流輸電線路繼電保護(hù)方法，它包括以下步驟：
[0009] (1)測(cè)量特高壓交流輸電線路在m變電站保護(hù)安裝處的A、B、C相正序電壓

【權(quán)利要求】
1.基于差動(dòng)系數(shù)矩陣的特高壓交流輸電線路繼電保護(hù)方法，其特征在于：包括以下步 驟： (1) 測(cè)量特高壓交流輸電線路在m變電站保護(hù)安裝處的A、B、C相正序電壓
A、B、C相正序電流
測(cè)量特高壓交流輸電線路在η 變電站保護(hù)安裝處的A、B、C相正序電流
(2) 測(cè)量特高壓交流輸電線路在m變電站保護(hù)安裝處的A、B、C相負(fù)序電壓
A、B、C相負(fù)序電流
測(cè)量特高壓交流輸電線路在η 變電站保護(hù)安裝處的A、B、C相負(fù)序電流
(3) 利用特高壓交流輸電線路在m變電站保護(hù)安裝處的A、B、C相正序電壓
A、B、C相正序電流
計(jì)算特高壓交流輸電線路在η變 電站保護(hù)安裝處的A、B、C相正序電流

其中，Y i為特高壓交流輸電線路正序傳播常數(shù)；Zel為特高壓交流輸電線路正序波阻 抗；lmnSm變電站和η變電站之間的特高壓交流輸電線路長(zhǎng)度；cosh(.)為雙曲余弦函數(shù)； sinh(.)為雙曲正弦函數(shù)； (4) 利用特高壓交流輸電線路在m變電站保護(hù)安裝處的A、B、C相負(fù)序電壓
A、B、C相負(fù)序電流
計(jì)算特高壓交流輸電線路在η 變電站保護(hù)安裝處的A、B、C相負(fù)序電流

其中，Y 2為特高壓交流輸電線路負(fù)序傳播常數(shù)；Ζ?為特高壓交流輸電線路負(fù)序波阻 抗；lmnSm變電站和η變電站之間的特高壓交流輸電線路長(zhǎng)度；cosh(.)為雙曲余弦函數(shù)； sinh(.)為雙曲正弦函數(shù)； (5) 計(jì)算A、B、C相混合系分量差動(dòng)電流幅值：
(6) 計(jì)算差動(dòng)系數(shù)矩陣
(7) 選取差動(dòng)系數(shù)矩陣S中的最大元素
則根據(jù)
選取差動(dòng)系數(shù)矩陣S中 的元素
和
設(shè)定閥值α，利用如下繼電保護(hù)判據(jù)判斷故障相線路： (i) 若滿足Si」〉α且Sik> α，則判斷i相線路為故障相線路； (ii) 若滿足Su> α且Sw> α，則判斷ik相線路為故障相線路； (iii) 若滿足a WijM，則判斷i jk相線路為故障相線路；其中，i jk為ABC相或ACB相 或BAC相或BCA相或CAB相或CBA相。
【文檔編號(hào)】H02H7/26GK104092197SQ201410337174
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】曾惠敏 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司