[發(fā)明專利]一種基于負(fù)序電抗繼電器的單相接地故障繼電保護(hù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710100216.5
• 申請日: 2007-06-06
• 公開（公告）號: CN101106047A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董新洲;王賓
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H01H83/04
• 分類號: H01H83/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 廖元秋

1.一種基于負(fù)序電抗繼電器的單相接地故障繼電保護(hù)方法，包括以下步驟：

1)測量線路在變電站保護(hù)安裝處故障相電壓相量故障相電流相量零序電壓相量零序電流相量負(fù)序電流相量作為輸入量；其中為故障相別：A相、B相或C相；

2)計算保護(hù)安裝處測量電流：

測量電流其中：I_relay為測量電流幅值，η為測量電流初始相角；

$P=\frac{Z_{c0}}{Z_{c1}}\left(\frac{T\·\mathrm{ch}\stackrel{.}{{\mathrm{\γ}}_1}{l}_{\mathrm{set}}+\mathrm{sh}\stackrel{.}{{\mathrm{\γ}}_0}{l}_{\mathrm{set}}-T\·\mathrm{ch}\stackrel{.}{{\mathrm{\γ}}_0}{l}_{\mathrm{set}}}{\mathrm{sh}\stackrel{.}{{\mathrm{\γ}}_1}{l}_{\mathrm{set}}}\right)-1$

P為基于線路分布參數(shù)的零序電流補償系數(shù)，其中：

Z_c1為正序波阻抗：$Z_{c1}=\sqrt{(R_1+\mathrm{j\ω}{L}_1)/(G_1+\mathrm{j\ω}{C}_1)},$R₁、L₁、G₁、C₁分別為單位長度線路的正序電阻、電感、電導(dǎo)和電容值；

Z_c0為零序波阻抗：$Z_{c0}=\sqrt{(R_0+\mathrm{j\ω}{L}_0)/(G_0+\mathrm{j\ω}{C}_0)},$R₀、L₀、G₀、C₀分別為單位長度線路的零序電阻、電感、電導(dǎo)和電容值；

為正序傳播系數(shù)：${\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}}_1=\sqrt{(R_1+\mathrm{j\ω}{L}_1)(G_1+\mathrm{j\ω}{C}_1)};$

為零序傳播系數(shù)：${\stackrel{.}{\mathrm{\γ}}}_0=\sqrt{(R_0+\mathrm{j\ω}{L}_0)(G_0+\mathrm{j\ω}{C}_0)};$

l_set為線路保護(hù)范圍整定值；

T為基于分布參數(shù)模型的系統(tǒng)等值零序阻抗：$T=\frac{{\stackrel{.}{U}}_0}{Z_{c0}{\stackrel{.}{I}}_0};$

ω為電力系統(tǒng)額定角頻率值；

3)計算測量電壓與保護(hù)安裝處負(fù)序電流的夾角α：

測量電壓其中：U_relay為測量電壓幅值，θ為測量電壓初始相角；

負(fù)序電流${\stackrel{.}{I}}_2=I_2(\cos (\mathrm{\ωt}+\mathrm{\δ})+j\sin (\mathrm{\ωt}+\mathrm{\δ})),$其中I₂為負(fù)序電流幅值，δ為負(fù)序電流初始相角，電流正方向由母線指向被保護(hù)線路；則角度α＝|θ-δ|；

4)計算與測量電壓的夾角β：

${\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{relay}}{Z}_{c1}\mathrm{th}\stackrel{.}{{\mathrm{\γ}}_1}{l}_{\mathrm{set}}=U_{\mathrm{set}}(\cos (\mathrm{\ωt}+\mathrm{\λ})+j\sin (\mathrm{\ωt}+\mathrm{\λ})),$其中U_set為計算結(jié)果的電壓幅值，λ為初始相角；

則角度β＝|λ-θ|；

5)根據(jù)正弦定理計算故障點殘壓幅值U_fault，并構(gòu)造故障點殘壓相量

U_fault＝U_relaysin(β)/sin(180°-α-β)

則故障點殘壓相量${\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{fault}}=U_{\mathrm{fault}}(\cos (\mathrm{\ωt}+\mathrm{\δ})+j\sin (\mathrm{\ωt}+\mathrm{\δ}));$

6)構(gòu)造動作電壓相量

${\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{op}}={\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{relay}}-{\stackrel{.}{I}}_{\mathrm{relay}}{Z}_{c1}\mathrm{th}\stackrel{.}{{\mathrm{\γ}}_1}{l}_{\mathrm{set}}+(k-1){\stackrel{.}{U}}_{\mathrm{fault}},$其中k為抗負(fù)荷電流因子；

7)計算動作電壓相量領(lǐng)先負(fù)序電流的角度，如果角度落在[180°，360°]區(qū)間內(nèi)，則保護(hù)動作跳閘，否則保護(hù)不動作；保護(hù)的動作方程為：