一種基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方法，包括以下步驟：利用智能站站域信息獲取雙回線路的電氣量；分別對同向量和反向量進(jìn)行相序變換，可得到同向量正序、同向量負(fù)序和同向量零序和反向量正序、反向量負(fù)序和反向量零序；根據(jù)同向量、反向量的幅值、相位關(guān)系及故障邊界條件確定故障相別：根據(jù)各種故障的故障特征及邊界條件將故障進(jìn)行分類，根據(jù)故障時同向量的零序電流大小判斷故障是接地故障還是不接地故障，根據(jù)故障時的故障相別可分為六類故障，根據(jù)六類故障對應(yīng)的相位關(guān)系確定具體故障相別。本發(fā)明利用同桿雙回線發(fā)生跨線故障時兩回線的故障特征，可以解決單回線保護應(yīng)用于雙回線線路存在問題，且不受系統(tǒng)參數(shù)變換的影響。
【專利說明】-種基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方法，屬于電力系統(tǒng)自 動化【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 同桿雙回線共用桿培，所需出線走廊窄，具有投資少，節(jié)約±地，單位走廊輸送容 量大等優(yōu)點，目前在我國220kV及W上電壓等級輸電線路中的應(yīng)用逐漸增多。但由于共用 桿培，同桿雙回線容易發(fā)生跨線故障，且同桿架設(shè)的多回線路間的強磁聯(lián)系破壞了故障分 析的對稱分量的可解禪關(guān)系；同時由于同一回線的相間互感和兩回線間的線間互感，使保 護整定時面臨選擇性和靈敏性難W兼顧的困難等。
[0003] 傳統(tǒng)的同培雙回線故障的研究基本局限于僅利用單回線的信息，無法根本上解決 零序互感與跨線故障對保護的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種基于智能站站域信息的雙回線 路故障選相方法，該方法利用同桿雙回線發(fā)生跨線故障時兩回線的故障特征，可W解決單 回線保護應(yīng)用于雙回線線路存在問題，并且不受系統(tǒng)參數(shù)變換的影響。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] 本發(fā)明的一種基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方法，包括W下幾個步 驟：
[0007] (1)利用智能站站域信息獲取雙回線路的電氣量，所述電氣量包括兩回線的同向 量It、兩回線的反向量if、i回線的電流//和II回線的電流>,?/，其中，電流與、電流4分別可 由同向量It和反向量If表示，如公式（1)
[0008] 公式（1) !11=1,-If
[000引 由公式（1)可得到同向量It和反向量If,如公式（2)
[0010] /，二((/,_/"))/2 公式似
[0011] 似分別對同向量It和反向量If進(jìn)行變換，可得到同向量正序Tl、同向量負(fù)序T2 和同向量零序TO和反向量正序Fl、反向量負(fù)序巧和反向量零序FO ;
[0012] (3)根據(jù)同向量、反向量的幅值、相位關(guān)系及故障邊界條件確定故障相別。
[0013] 步驟（1)中，智能站站域信息包括對側(cè)電流及電壓、臨線雙端電流及電壓。
[0014] 步驟（2)中，故障邊界條件包括故障點處電壓、電流特征。
[001引步驟（2)中，采用對稱分量法對同向量It和反向量If進(jìn)行變換。
[001引步驟（2)中，采用對稱分量法對同向量It和反向量If進(jìn)行變換。
[0017] 步驟（3)中，所述故障相別確定的方法如下：
[001引 （Ia)判斷故障時同向量的同向量零序TO大小，如果同向量零序TO不等于零，則為 接地故障，并轉(zhuǎn)向步驟（2a);如果同向量零序TO等于零，則為不接地故障；
[0019] (2a)判斷反向量正序F1、反向量負(fù)序巧和反向量零序FO是否均為零，如果反向 量正序Fl、反向量負(fù)序巧和反向量零序FO均為零，則為同名跨線故障轉(zhuǎn)向步驟（3a);否則 為非同名跨線故障轉(zhuǎn)向步驟（4a);
[0020] (3a)當(dāng)同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2相等且相位相同時，則為單相類同名跨線 故障；
[0021] 當(dāng)同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2相等但相位相反，或者同向量正序Tl和同向量 負(fù)序T2不相等且同向量負(fù)序T2和同向量零序TO均不為零時，則為兩相類同名跨線故障； [002引當(dāng)同向量正序Tl大于零，且同向量負(fù)序T2和同向量零序TO均為零時，則為H相 類同名跨線故障；
[002引 （4a)當(dāng)同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2相等且相位相同時，則為單相類非同名跨 線故障；
[0024] 當(dāng)同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2相等但相位相反時，則為兩相類非同名跨線故 障；
[00巧]當(dāng)同向量正序Tl大于同向量負(fù)序T2,且同向量負(fù)序T2和同向量零序TO均為零 時，則為H相類非同名類跨線故障；
[0026] 巧a)根據(jù)上述單相類同名跨線故障、兩相類同名跨線故障和H相類同名跨線故 障、單相類非同名跨線故障、兩相類非同名跨線故障和H相類非同名跨線故障所對應(yīng)的相 位關(guān)系確定具體故障相別。
[0027] 本發(fā)明雙回線路的電氣量可正確反應(yīng)同桿雙回線發(fā)生故障時的故障特征，并且目 前智能變電站中采樣值、跳間都可W實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，為保護很方便地采集到兩回線的電氣量 信息提供了技術(shù)基礎(chǔ)；本發(fā)明實現(xiàn)了利用智能站站域信息獲取雙回線同向量和反向量的方 法，該方法簡單且直觀，物理意義明確；本發(fā)明實現(xiàn)了根據(jù)故障時邊界條件及同向量、反向 量幅值關(guān)系、相位關(guān)系選取故障相別的方法，該方法充分利用同桿雙回線發(fā)生跨線故障時 兩回線的故障特征，可W解決單回線保護應(yīng)用于雙回線線路存在問題，并且不受系統(tǒng)參數(shù) 變換的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1為同反向量圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明的工作流程圖。

【具體實施方式】
[0030] 為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合

【具體實施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0031] 本發(fā)明的基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方法具體包括W下幾個步 驟：
[0032] (1)保護設(shè)備通過智能站通信平臺獲得兩回線的電氣量
[0033] 智能站采用先進(jìn)、可靠、集成的智能設(shè)備，W全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信 息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制等基本功能。保護設(shè)備可通過通 信平臺獲得兩回線的電氣量。
[0034] 計算電壓、電流的同向量
[003引參見圖1，It表示兩回線的同向量，If表示兩回線的反向量，馬表示I回線的電流， 4表示II回線的電流。其中//、4分別可由It和If表示，如公式（1)
[0036] / _； _/ 公式（1) 義 U - 11 i f
[0037] 由公式（1)可得到同向量It和反向量If,如公式（2)
[0038] /,=((/'/-/"))/2 公式似
[0039] (2)分別對同向量It和反向量If進(jìn)行相序變換，可分別得到同向量和反向量的正 序、負(fù)序和零序。
[0040] (3)利用同反序量幅值、相位及邊界條件確定故障相別
[0041] 同桿架設(shè)的多回線路間的強磁聯(lián)系破壞了故障分析的對稱分量的可解禪關(guān)系，因 傳統(tǒng)的基于單回線信息的選相方案無法解決線間互感的影響。
[0042] 本發(fā)明提出利用智能站來獲取雙回線路的電壓、電流數(shù)據(jù)，通過消除線路之間的 互感，得到兩條線路的同向量和反向量，同向量是線路的穿越量，反向量是線路的環(huán)流量。 同向量電流在反向量回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢相抵消，反向量電流在同向量回路中的感應(yīng)電 勢也相抵消，因此，同、反向量回路之間沒有互感。
[0043] 通過智能站站域信息獲得兩回線路的電氣量信息，計算其同向量和反向量，可W 消去線路間的互感影響，得到兩回線可解禪的關(guān)系。
[0044] 將計算出的同向量和反向量進(jìn)行相序變換，得到對應(yīng)的正序、負(fù)序和零序。用Tl, T2, TO表示同向量的正序、負(fù)序和零序，用F1，F(xiàn)2, FO表示反向量的正序、負(fù)序和零序。
[0045] 同桿架設(shè)的多回線路因其架構(gòu)的特殊性，運行中不僅存在單回線故障的可能，也 存在兩回線故障的可能，并且故障類型多達(dá)120種。而故障一旦涉及兩回線路，如果兩回線 路同時切除將會嚴(yán)重影響系統(tǒng)運行穩(wěn)定和供電可靠性。因此，正確選出故障相別尤為重要。 可根據(jù)故障特征和邊界條件將120種故障分類。
[0046] 根據(jù)同向量、反向量的幅值、相位關(guān)系及故障邊界條件可將120種跨線故障分為6 大類。具體的選相流程參見圖2。
[0047] (Ia)首先根據(jù)各種故障的故障特征及邊界條件將故障進(jìn)行分類，根據(jù)故障時同向 量的零序電流大小判斷故障是接地故障還是不接地故障，如果是接地故障則轉(zhuǎn)向（2a);根 據(jù)故障時的故障相別可分為單相類同名跨線故障、兩相類同名跨線故障和H相類同名跨線 故障、單相類非同名跨線故障、兩相類非同名跨線故障和H相類非同名跨線故障。
[0048] (2a)判斷反向量正序F1、反向量負(fù)序巧和反向量零序FO是否均為零，如果反向 量正序F1、反向量負(fù)序巧和反向量零序FO均為零，則為同名跨線故障轉(zhuǎn)向步驟（3a);否則 為不同名跨線故障轉(zhuǎn)向步驟（4a);
[0049] (3a)同名跨線故障的判斷方法
[0050] 當(dāng)同向量Tl和T2相等，且Tl和T2相位相同時，為單相類同名跨線故障。當(dāng)同向 量正序Tl大于零，且同向量負(fù)序T2和同向量零序TO均為零時，則為H相類同名跨線故障。 當(dāng)同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2相等但相位相反，或者同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2 不相等，且同向量負(fù)序T2和同向量零序TO均不為零時為兩相類同名跨線故障。
[0051] (4a)非同名跨線故障的判斷方法
[0052] 如果同向量正序Tl大于同向量負(fù)序T2,且同向量負(fù)序T2和同向量零序TO均為零 時，為非同名H相類跨線故障。
[0053] 如果同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2幅值相等但相位相反，為兩相類非同名跨線 故障。
[0054] 如果同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2幅值相等，且同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2 相位相同，為非同名單相類故障。
[0055] 巧a)根據(jù)上述單相類同名跨線故障、兩相類同名跨線故障和H相類同名跨線故 障、單相類非同名跨線故障、兩相類非同名跨線故障和H相類非同名跨線故障所對應(yīng)的相 位關(guān)系確定具體故障相別，如表1-表4所示。
[0056] 表1單相類和兩相類非同名跨線故障
[0057]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方法，其特征在于，包括以下幾個步 驟： (1) 利用智能站站域信息獲取雙回線路的電氣量，所述電氣量包括兩回線的同向量It、 兩回線的反向量If、I回線的電流心和II回線的電流4，其中，電流Λ、電流分別可由同 向量It和反向量iZ表示，如公式（1) / - / 4-I 7 ;公式a) iII-itIf 由公式⑴可得到同向量It和反向量If，如公式（2) If=(Il-I11)IlΛΑu; (2) 分別對同向量It和反向量//進(jìn)行變換，可得到同向量正序T1、同向量負(fù)序T2和同 向量零序TO和反向量正序Fl、反向量負(fù)序F2和反向量零序FO; (3) 根據(jù)同向量、反向量的幅值、相位關(guān)系及故障邊界條件確定故障相別。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方法，其特征在 于， 步驟（1)中，智能站站域信息包括對側(cè)電流及電壓、臨線雙端電流及電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2中所述基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方法，其特征在 于， 步驟（2)中，故障邊界條件包括故障點處電壓、電流特征。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方法，其特征在 于， 步驟（2)中，采用對稱分量法對同向量1,和反向量If進(jìn)行變換。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3中所述基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方法，其特征在 于， 步驟（2)中，采用對稱分量法對同向量1,和反向量If進(jìn)行變換。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的基于智能站站域信息的雙回線路故障選相方 法，其特征在于，步驟（3)中，所述故障相別確定的方法如下： (Ia)判斷故障時同向量的同向量零序TO大小，如果同向量零序TO不等于零，則為接地 故障，并轉(zhuǎn)向步驟（2a);如果同向量零序TO等于零，則為不接地故障； (2a)判斷反向量正序F1、反向量負(fù)序F2和反向量零序FO是否均為零，如果反向量正 序F1、反向量負(fù)序F2和反向量零序R)均為零，則為同名跨線故障轉(zhuǎn)向步驟（3a);否則為非 同名跨線故障轉(zhuǎn)向步驟（4a); (3a)當(dāng)同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2相等且相位相同時，則為單相類同名跨線故 障； 當(dāng)同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2相等但相位相反，或者同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2不相等且同向量負(fù)序T2和同向量零序TO均不為零時，則為兩相類同名跨線故障； 當(dāng)同向量正序Tl大于零，且同向量負(fù)序T2和同向量零序TO均為零時，則為三相類同 名跨線故障； (4a)當(dāng)同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2相等且相位相同時，則為單相類非同名跨線故 障； 當(dāng)同向量正序Tl和同向量負(fù)序T2相等但相位相反時，則為兩相類非同名跨線故障； 當(dāng)同向量正序Tl大于同向量負(fù)序T2,且同向量負(fù)序T2和同向量零序TO均為零時，則 為三相類非同名類跨線故障； (5a)根據(jù)上述單相類同名跨線故障、兩相類同名跨線故障和三相類同名跨線故障、單 相類非同名跨線故障、兩相類非同名跨線故障和三相類非同名跨線故障所對應(yīng)的相位關(guān)系 確定具體故障相別。
【文檔編號】G06F19/00GK104237741SQ201410507593
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】周紅陽, 劉之堯, 余江, 陳福鋒, 王玉婷, 彭業(yè), 劉千寬, 陳宏山 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 南京國電南自電網(wǎng)自動化有限公司