[發明專利]非全相運行方式下的輸電線路負序方向縱聯保護方法

有效

• 申請號: 200810225743.3
• 申請日: 2008-11-11
• 公開（公告）號: CN101404407A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 王賓;董新洲
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬于電力系統領域，特別涉及一種非全相運行方式下的輸電線路負序方向縱聯保護方法。

背景技術

輸電線路擔負著傳送電能的重要任務，其故障直接威脅到電力系統的安全運行，因此，快速靈敏地診斷故障發生、有選擇性地可靠切除故障線路的繼電保護技術得到了快速發展。由于輸電線路的重要性，主保護主要采用能夠實現全線速切的差動保護、方向縱聯保護、高頻距離保護、相差高頻保護等；后備保護主要采用距離保護、零序電流保護、過電流保護等。

在電力系統中，負序方向縱聯保護具有悠久的歷史和豐富的運行經驗，是方向縱聯保護中非常重要的一種，它通過比較保護安裝處的負序電流與線路側負序電壓的相對相位，判斷故障方向。負序分量是一種存在于故障全過程的故障分量，因此負序方向縱聯保護可以可靠地反應不對稱故障的全過程，不受振蕩的影響，不受平行線零序互感的影響。

但也存在兩個主要缺點：1)不能可靠反應三相短路；2)在非全相運行狀態下再故障時不能可靠動作。針對第一個缺點，文獻(中國發明專利：特高壓輸電線路的負序方向縱聯保護方法，申請號：200710056724.8)，基于實際系統中的三相短路初瞬間會出現的不對稱，提出了一種新的保護算法，使得負序縱聯方向保護也能反應三相短路；但不能解決非全相運行狀態下再故障時負序方向縱聯保護不能可靠動作的問題。

輸電線路的非全相運行方式主要指：線路單相接地短路后，故障相斷路器跳閘至重合閘之間的過程；導線一相或兩相斷線；斷路器在合閘過程中三相觸點不同時接通等情況。在非全相運行方式下，線路中將存在負序分量；當再故障時，負序方向縱聯保護將拒動，因此傳統做法是在非全相運行方式下將負序方向縱聯保護退出運行，而切換成相差高頻保護。這種做法導致了相應的微機保護裝置復雜，可靠性降低，制約了負序方向縱聯保護在電力系統中的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提出了一種適用于非全相運行方式下的輸電線路負序方向縱聯保護方法。該方法利用系統正常運行、非全相運行和非全相再故障后，三個階段的相電壓相量和電流相量，構造計算負序電壓和負序電流；在計算過程中抵消非全相運行時系統中存在的負序分量，實現了非全相運行再故障情況下，負序方向元件能夠正確判斷故障方向，使得負序方向縱聯保護可以適用，無需切換成相差高頻保護，降低了負序方向縱聯微機保護的復雜性，提高了保護整體的可靠性，具有很高的實用價值。

本發明的非全相運行方式下的輸電線路負序方向縱聯保護方法，包括以下步驟：

1)電力系統正常運行時，測量并記錄被保護輸電線路兩端各線路電流、線路側各相電壓，作為輸入量，即：

線路側各相電壓相量線路相電流相量

其中為相別：A相、B相或C相任一種；

2)采用常規的相電流突變量啟動判據，檢測故障是否發生：

其中k₁為固定門檻系數，取值0.2；I_N為系統正常運行時相電流額定值；相電流突變量定義為：

為相電流波形第k個采樣點；N為相電流整周期采樣點數；分別為超前采樣點一個周波和兩個周波的采樣點；

3)如果啟動判據成立，則分別計算被保護輸電線路兩端負序電壓和負序電流的相位，并根據下式判定每一端故障為正向還是反向(兩端計算方法相同，以一端為例)：

正向動作判據為：

反向動作判據為：

其中負序電流負序電壓的計算公式如下：