基于單端電氣量特高壓交流輸電線路三相短路故障判別方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護技術領域，具體地說是涉及一種基于單端電氣量特 高壓交流輸電線路三相短路故障判別方法。
【背景技術】
[0002] 工頻變化量距離保護通過反應工作電壓幅值突變量構成距離保護，該方法具有受 電力系統(tǒng)運行方式影響小和抗過渡電阻能力強等優(yōu)勢。但由于該方法所采用的工作電壓幅 值突變量僅在故障初期存在，無法用作超/特高壓交流輸電線路后備保護。
[0003] 阻抗距離保護根據(jù)故障阻抗大小反映故障距離長度以區(qū)分故障點位于保護區(qū)內(nèi) 或是位于保護區(qū)外。阻抗距離保護由于受電力系統(tǒng)運行方式和結(jié)構變化影響小，用于計算 故障阻抗的電氣量為全故障分量，適用于整個故障過程。因此，阻抗距離保護既可用于高壓 輸電線路主保護，也可用作超/特高壓交流輸電線路后備保護。
[0004] 然而，傳統(tǒng)阻抗距離保護前提假設故障點電壓為零，通過故障相間電壓和故障相 間電流比值計算故障阻抗，并根據(jù)故障阻抗大小來反映故障點的遠近以決定是否發(fā)出跳閘 信號。實際上，在電力系統(tǒng)中，除了人為構造的金屬性短路故障外，故障點電壓幾乎不可能 為零，因此，故障點電壓會對阻抗距離保護動作性能造成嚴重影響。
[0005] 實際電力系統(tǒng)中，特高壓交流輸電線路的電壓、電流傳輸具有明顯的波過程，沿線 分布電容電流大，對阻抗距離保護動作性能的影響不能忽略。考慮線路沿線對地電容的影 響，故障阻抗與故障距離呈雙曲正切函數(shù)關系，雙曲正切函數(shù)特性決定了阻抗繼電器耐過 渡電阻能力差，過渡電阻所帶來的附加阻抗將嚴重影響阻抗繼電器的動作性能。特壓交流 輸電線路輸送大容量電能，是重負荷輸電線路，重負荷電流會使阻抗距離保護的動作靈敏 度降低，重負荷電流對阻抗距離保護動作性能的影響不能忽略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種基于單端電氣量特高壓交 流輸電線路三相短路故障判別方法，該方法利用特高壓交流輸電線路保護整定范圍內(nèi)發(fā) 生三相短路故障，特高壓交流輸電線路正常運行時保護安裝處的相間電壓領先特高壓交 流輸電線路三相短路故障后特高壓交流輸電線路保護整定范圍處的相間電壓的角度落在 (90° 270° )范圍內(nèi)，且特高壓交流輸電線路正常運行時保護安裝處另一相電壓領先特高 壓交流輸電線路三相短路故障后特高壓交流輸電線路保護整定范圍處另一相電壓的角度 落在（90° 270° )范圍內(nèi)同時成立這一特性實現(xiàn)了特高壓交流輸電線路三相短路故障的 準確識別，消除了過渡電阻、負荷電流和電力系統(tǒng)運行方式等因素對保護動作性能的影響。 [0007] 為完成上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
[0008] 基于單端電氣量特高壓交流輸電線路三相短路故障判別方法，其特征在于，包括 如下依序步驟：
[0009] (1)保護裝置測量特高壓交流輸電線路正常運行時的三相電壓t^[0] 和三相電流上刺、4丨〇]、冬[0];其中，a0 =ABC、BCA、CAB相；
[0010] (2)保護裝置測量特高壓交流輸電線路三相短路故障后的三相電壓&、匕、& 和三相電流夂、4、冬，零序電流總；其中，巾a0 =ABC、BCA、CAB相；
[0011] (3)保護裝置計算特高壓交流輸電線路三相短路故障后特高壓交流輸電線路保護 整定范圍處U點的ae相間電壓t(U=t-fc-冬)Z,.功(7lU:其中，^為特 高壓交流輸電線路正序波阻抗；yi為特高壓交流輸電線路正序傳播系數(shù)；巾a0 =ABC、BCA、CAB相；1^為特高壓交流輸電線路保護整定范圍，取0. 85倍特高壓交流輸電線路長 度；I^Cy1IsJ為Y1Iset的雙曲正切函數(shù)值；
[0012] (4)保護裝置計算特高壓交流輸電線路三相短路故障后特高壓交流輸電線 路保護整定范圍處U點的小相電壓其中^ 為特高壓交流輸電線路保護安裝處的系統(tǒng)零序等值阻抗；Yi、Y〇分別為特高壓交流 輸電線路正序、零序傳播系數(shù)；Zel、Zetl分別為特高壓交流輸電線路正序、零序波阻抗；
【主權項】
1.基于單端電氣量特高壓交流輸電線路三相短路故障判別方法，其特征在于，包括如 下依序步驟： (1) 保護裝置保護裝置測量特高壓交流輸電線路正常運行時的三相電壓 和三相電流 4。]、4[〇]、其中，Φα β = ABC、BCA、CAB 相。 (2) 保護裝置測量測量特高壓交流輸電線路三相短路故障后的三相電壓&、& 和三相電流夂、4、心，零序電流；其中，Φ α β = ABC、BCA、CAB相。 (3) 保護裝置計算特高壓交流輸電線路三相短路故障后特高壓交流輸電線路保護整定 范圍處Isrt點的α β相間電壓
；其中，Ζ。#特高壓 交流輸電線路正序波阻抗；γ i為特高壓交流輸電線路正序傳播系數(shù)；Φ α β = ABC、BCA、 CAB相；1^為特高壓交流輸電線路保護整定范圍，取0. 85倍特高壓交流輸電線路長度； I^(Y1Iset)為Y1Iset的雙曲正切函數(shù)值； (4) 保護裝置計算特高壓交流輸電線路三相短路故障后特高壓交流輸電線路保 護整定范圍處U點的Φ相電壓
其中，Ztl為 特高壓交流輸電線路保護安裝處的系統(tǒng)零序等值阻抗；γ i、γ 〇分別為特高壓交流輸 電線路正序、零序傳播系數(shù)；zel、Zetl分別為特高壓交流輸電線路正序、零序波阻抗；
為特高壓交流輸電線路保護整定范圍處Iset 點的零序補償系數(shù)；ch(y山J為YtlIsrt的雙曲余弦函數(shù)值；sh(y JsJ為YtlIset的雙曲 正弦函數(shù)值；IA(Y1Iset)為Y1Iset的雙曲正切函數(shù)值；sh(y U為Y1Iset的雙曲正弦函 數(shù)值；ch(Y1IsJ為Y1Isert的雙曲余弦函數(shù)值； (5) 保護裝置判斷?>α/φ] = ^[Q] -%Q]領先的角度
落在 (90° 270° )范圍內(nèi)且啲角度
落在（90° 270° )范圍內(nèi)是 否同時成立，若同時成立，則判斷特高壓交流輸電線路保護整定范圍內(nèi)發(fā)生三相短路故障， 發(fā)出動作跳閘信號，跳開特高壓交流輸電線路兩端的三相斷路器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于單端電氣量特高壓交流輸電線路三相短路故障判別方法。本發(fā)明方法利用特高壓交流輸電線路保護整定范圍內(nèi)發(fā)生三相短路故障，特高壓交流輸電線路正常運行時保護安裝處的相間電壓領先特高壓交流輸電線路三相短路故障后特高壓交流輸電線路保護整定范圍處的相間電壓的角度落在(90°270°)范圍內(nèi)，且特高壓交流輸電線路正常運行時保護安裝處另一相電壓領先特高壓交流輸電線路三相短路故障后特高壓交流輸電線路保護整定范圍處另一相電壓的角度落在(90°270°)范圍內(nèi)同時成立這一特性實現(xiàn)特高壓交流輸電線路三相短路故障的準確識別，消除了過渡電阻、負荷電流和電力系統(tǒng)運行方式等因素對保護動作性能的影響。
【IPC分類】G01R31-02, H02H7-26
【公開號】CN104852365
【申請?zhí)枴緾N201510248847
【發(fā)明人】曾惠敏
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月15日