本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，更具體涉及一種同塔雙回線路縱向故障零序縱聯(lián)保護(hù)防誤動(dòng)方法。

背景技術(shù)：

線路零序縱聯(lián)保護(hù)作為線路單相經(jīng)過(guò)渡電阻接地故障的主保護(hù)，因其原理簡(jiǎn)單、故障判別靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。與此同時(shí)，當(dāng)零序縱聯(lián)保護(hù)配置于同塔雙回線路時(shí)，由于存在電耦合與磁耦合的雙重作用，使得零序縱聯(lián)保護(hù)受到系統(tǒng)運(yùn)行方式的直接影響，可靠性受到威脅。對(duì)于該問(wèn)題，以往文獻(xiàn)中多關(guān)注于線路橫向故障時(shí)零序保護(hù)的動(dòng)作特性及改進(jìn)措施，得到了諸多有益的成果。

然而，通過(guò)近期研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于目前配置的零序縱聯(lián)保護(hù)邏輯，當(dāng)同塔雙回線路一回發(fā)生縱向故障(斷線)時(shí)，另一回健全線路存在誤動(dòng)可能性，這一現(xiàn)象已導(dǎo)致數(shù)次現(xiàn)場(chǎng)誤動(dòng)事件的發(fā)生，并得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

究其原因，當(dāng)同塔雙回線一回發(fā)生斷線故障后，線路兩端零序電壓會(huì)呈現(xiàn)極性相反的狀態(tài)。此時(shí)在電耦合作用下，會(huì)在相鄰健全線路上形成一個(gè)零序電壓過(guò)零點(diǎn)。在磁耦合作用下，健全線兩端零序電壓差會(huì)下降，而通過(guò)的零序電流會(huì)上升。此時(shí)，如果仍采用現(xiàn)有的零序縱聯(lián)保護(hù)邏輯(典型邏輯為滿足電壓補(bǔ)償條件后，按2/3z0進(jìn)行補(bǔ)償，z0為全線零序阻抗值)，則會(huì)發(fā)生因零序電壓過(guò)補(bǔ)償而造成健全線兩端零序方向元件同時(shí)判為正向的情況，從而導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。本申請(qǐng)即對(duì)此問(wèn)題提出解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種同塔雙回線路縱向故障零序縱聯(lián)保護(hù)防誤動(dòng)方法，通過(guò)引入負(fù)序分量以及對(duì)補(bǔ)償電壓的改進(jìn)，能夠有效防止同塔雙回線路縱向故障時(shí)健全線路零序縱聯(lián)保護(hù)誤動(dòng)問(wèn)題的發(fā)生。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種同塔雙回線路縱向故障零序縱聯(lián)保護(hù)防誤動(dòng)方法，包括：

構(gòu)建零序判據(jù)，包括零序方向主判據(jù)和零序電流啟動(dòng)判據(jù)；

構(gòu)建負(fù)序判據(jù)，包括負(fù)序方向輔助判據(jù)、負(fù)序補(bǔ)償電壓?jiǎn)?dòng)判據(jù)、負(fù)序電流啟動(dòng)判據(jù)和負(fù)序電壓門檻；

如果零序判據(jù)與負(fù)序判據(jù)同時(shí)滿足，則判為正向故障；

如果零序判據(jù)滿足，同時(shí)負(fù)序電流啟動(dòng)判據(jù)不滿足，且負(fù)序電壓門檻滿足，此時(shí)認(rèn)為是弱電源出線內(nèi)部故障，同樣判為正向故障；

若線路兩端均判為正向故障，則是線路內(nèi)部發(fā)生接地故障，保護(hù)出口跳閘。

將所述零序判據(jù)的輸出均與第一個(gè)與門連接；將所述零序判據(jù)和負(fù)序判據(jù)的輸出均與第二個(gè)與門連接；將所述第一個(gè)與門的輸出、負(fù)序電流啟動(dòng)判據(jù)的輸出和負(fù)序電壓門檻的輸出均與第三個(gè)與門連接；將第二個(gè)與門的輸出與第三個(gè)與門的輸出均與或門連接；將或門的輸出與線路另一端的縱向故障零序縱聯(lián)保護(hù)判據(jù)的最終輸出通過(guò)與門連接。

所述零序方向主判據(jù)為：

式中，和分別為線路一端保護(hù)安裝處的零序電壓和電流，其正方向均采用參考方向，z0為線路零序阻抗。

所述零序電流啟動(dòng)判據(jù)為：

該式是零序方向啟動(dòng)的電流門檻值，其中，為線路一端保護(hù)安裝處的零序電壓和電流。

所述負(fù)序方向輔助判據(jù)為：

式中，和分別為線路一端保護(hù)安裝處的負(fù)序電壓和電流，其正方向均采用參考方向，z2為線路負(fù)序阻抗。

所述負(fù)序補(bǔ)償電壓?jiǎn)?dòng)判據(jù)為：

該式是負(fù)序方向啟動(dòng)的補(bǔ)償電壓門檻值，相當(dāng)于按1/3z2補(bǔ)償?shù)呢?fù)序電壓幅值，；其中，un為電網(wǎng)額定電壓。

所述負(fù)序電流啟動(dòng)判據(jù)為：

該式是負(fù)序方向啟動(dòng)的電流門檻值，為線路一端保護(hù)安裝處的負(fù)序電流。

所述負(fù)序電壓門檻為：

該式是識(shí)別弱電源的負(fù)序電壓門檻值，un為電網(wǎng)額定電壓，為線路一端保護(hù)安裝處的負(fù)序電壓。

如果零序方向主判據(jù)和負(fù)序方向輔助判據(jù)均不滿足，且零序電流啟動(dòng)判據(jù)、負(fù)序補(bǔ)償電壓?jiǎn)?dòng)判據(jù)和負(fù)序電流啟動(dòng)判據(jù)均滿足，則判為反向故障；其他情況，均為無(wú)故障。

和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果

1、本發(fā)明技術(shù)方案減少現(xiàn)場(chǎng)誤動(dòng)事件的發(fā)生；

2、本發(fā)明技術(shù)方案更有效的解決了對(duì)線路單相經(jīng)過(guò)渡電阻接地故障的問(wèn)題；

3、本發(fā)明技術(shù)方案提高線路保護(hù)可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的零序縱聯(lián)保護(hù)防誤動(dòng)邏輯圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的仿真系統(tǒng)圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的桿塔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)生a相斷線故障示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)生a相斷線故障示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)生a相短路故障示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)生a相短路故障示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

本例的發(fā)明提供一種同塔雙回線路縱向故障零序縱聯(lián)保護(hù)防誤動(dòng)方法，執(zhí)行流程如圖2所示；當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，線路一端保護(hù)裝置啟動(dòng)，采集三相電壓、電流信息，經(jīng)過(guò)計(jì)算形成零、負(fù)序電壓、電流u0、i0、u2、i2。然后，執(zhí)行零序判據(jù)：

式中u0、i0為線路一端保護(hù)安裝處的零序電壓電流，其正方向均采用參考方向，z0為線路零序阻抗。式(1)以比幅形式呈現(xiàn)，其與按1/3z0補(bǔ)償?shù)牧阈螂妷号c線路零序電流構(gòu)成的比相式判據(jù)等價(jià)：

傳統(tǒng)零序保護(hù)中通常按2/3z0進(jìn)行零序電壓補(bǔ)償，本發(fā)明中對(duì)補(bǔ)償阻抗進(jìn)行了調(diào)整，降低為1/3z0，能夠有效降低同塔雙回線一回縱向故障期間另一回線零序電壓過(guò)補(bǔ)償?shù)母怕省?/p>

該式是零序方向啟動(dòng)的電流門檻值，用于保證參與計(jì)算的零序測(cè)量值的有效性。

同時(shí)，執(zhí)行負(fù)序判據(jù)：

式中u2、i2為線路一端保護(hù)安裝處的負(fù)序電壓電流，其正方向均采用參考方向，z2為線路負(fù)序阻抗。同理，該式與按1/3z2補(bǔ)償?shù)呢?fù)序電壓與線路負(fù)序電流構(gòu)成的比相式判據(jù)等價(jià)：

負(fù)序方向的加入，是為了防止零序方向因互感出現(xiàn)誤判，按1/3z2補(bǔ)償，可以保證在斷線故障下，健全線路兩端零序方向元件至少有一端不會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償，能夠判為反向，避免保護(hù)誤動(dòng)作。

該式是負(fù)序方向啟動(dòng)的補(bǔ)償電壓門檻值，相當(dāng)于按1/3z2補(bǔ)償?shù)呢?fù)序電壓幅值，以保證判據(jù)(3)的有效性。

該式是負(fù)序方向啟動(dòng)的電流門檻值，與零序電流門檻的設(shè)置意義相同。

該式是識(shí)別弱電源的負(fù)序電壓門檻值，線路內(nèi)部故障時(shí)弱電源側(cè)如果不滿足電流判據(jù)(5)，則勢(shì)必會(huì)滿足電壓判據(jù)(6)，基于該原理可以設(shè)置邏輯克服弱電源帶來(lái)的影響。

得到各判據(jù)計(jì)算結(jié)果后，如果判據(jù)(1)、(2)、(3)、(4)、(5)同時(shí)滿足，或者判據(jù)(1)、(2)、(6)滿足，判據(jù)(5)不滿足，則零序方向元件判為正方向；如果判據(jù)(1)、(3)均不滿足，判據(jù)(2)、(4)、(5)均滿足，則零序方向元件判為反向故障；其他情況零序方向元件判為無(wú)故障。若判為正方向，以允許式縱聯(lián)保護(hù)為例，則向?qū)Χ税l(fā)出允許信號(hào)，對(duì)端零序方向元件如果接到信號(hào)，同時(shí)自身同樣判斷為正向，則保護(hù)出口跳閘，隔離故障線路。否則，零序縱聯(lián)保護(hù)不動(dòng)作。

以圖3所示的雙回線仿真系統(tǒng)為例，對(duì)本發(fā)明所提出的新型判據(jù)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。此系統(tǒng)中，雙回線的線路參數(shù)以桿塔參數(shù)來(lái)表示，如圖4所示，故障點(diǎn)分別設(shè)為區(qū)外和區(qū)內(nèi)，故障類型包括單相的短路故障和斷線故障，在此情況下，分別測(cè)算故障線路和非故障線路兩端零序方向元件動(dòng)作情況。動(dòng)作結(jié)果“1”表示正向故障，動(dòng)作結(jié)果“-1”表示反向故障，動(dòng)作結(jié)果“0”表示不動(dòng)作。

(1)當(dāng)發(fā)生a相斷線故障時(shí)，保護(hù)運(yùn)行結(jié)果如圖5所示；在此情況下，繼電器顯示為反向故障，繼電器顯示為正向故障。與此同時(shí)健全線路的兩側(cè)繼電器均顯示為無(wú)故障，這是由于判據(jù)(4)未被滿足。本例中改進(jìn)的零序縱聯(lián)保護(hù)在雙回線上均不動(dòng)作，具有良好的可靠性。

(2)圖6顯示了當(dāng)發(fā)生a相斷線故障時(shí)，保護(hù)的運(yùn)行結(jié)果。此時(shí)故障線路兩端零序方向元件均為正向，而非故障線兩端零序方向元件均不動(dòng)作。同時(shí)通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)，如果健全線路采用的是傳統(tǒng)的零序縱聯(lián)保護(hù)，那么在該算例中將發(fā)生誤動(dòng)。由此可見(jiàn)本發(fā)明中改進(jìn)的邏輯顯著提高了保護(hù)可靠性。

(3)圖7顯示了當(dāng)發(fā)生a相短路故障時(shí)，同塔雙回線保護(hù)的動(dòng)作結(jié)果。由圖可見(jiàn)m端的兩個(gè)繼電器均顯示為反向故障，而n端的兩個(gè)繼電器均顯示為正向故障。因此零序方向縱聯(lián)保護(hù)能夠在外部短路期間保持不動(dòng)作。

(4)圖7顯示了當(dāng)發(fā)生a相短路故障時(shí)的雙回線保護(hù)動(dòng)作結(jié)果。此時(shí)故障線路兩端繼電器均顯示為正向故障，保護(hù)正確動(dòng)作。而對(duì)于健全線路，由于屬于線路i的中點(diǎn)，且線路ⅱ兩側(cè)的參數(shù)及電氣量對(duì)稱，因此流過(guò)線路ⅱ的零負(fù)序電流均為0，保護(hù)不動(dòng)作。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員盡管參照上述實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。