[發明專利]基于12序分量的同桿四回線同名相跨線故障選相方法

有效

• 申請號: 200910195767.3
• 申請日: 2009-09-17
• 公開（公告）號: CN102023277A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 龔振東;袁成;范春菊;鄧孟華;劉玲;舒巧俊
• 申請（專利權）人: 上海市電力公司超高壓輸變電公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;H02H7/26
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 蔡海淳

技術領域

本發明屬于緊急保護電路裝置領域，尤其涉及一種繼電保護系統/裝置中同桿四回輸電線路發生同名相跨線故障時的選相方法。

背景技術

隨著我國電力系統的發展，電力建設用地越來越稀缺，建設成本越來越高。在這樣的背景下，電力系統開始采用同桿四回線路作為高壓傳輸線路，在以后的發展過程中四回線將得到越來越多的應用。

同桿四回輸電線路，其電路拓撲如圖1所示，主要為高壓以及超高壓輸電線路，同桿四回線具有出線走廊窄、節約電力建設用地的特點。

對于圖1所示的雙側電源的同桿四回線的系統，繼電保護裝置安裝在母線M處，每條線路含有三相，總共有12相線路。

其詳細的各回線路，如圖2所示，即有12相互相耦合的輸電線路。12序分量可以實現完全的解耦。

同桿四回線路，不但每回線路的三相之間存在互感，四回線路的并架使得各回線路之間也存在互感，這使得四回線路的故障分析變得非常復雜。

同時，同桿四回線的故障種類也大大增加，它包括單回線故障和跨線故障。其中，跨線故障種類繁多，且對于一般的跨線故障幾乎無規律可循。

然而，對于發生在兩回線路上的同名相跨線接地故障，經過分析能找到一些特殊的關系來實現選相。

公告日為2006年6月7日，公告號CN?1258849C的中國專利中公開了“一種基于故障電壓比較故障相電流相位判別的選相方法”，其方法包括步驟：確認跨線故障相別，這可以以相間電壓大小的比較或相電流大小比較的步驟來實現；確認故障類型，可以通過比較跨線兩相的電流相位差角度來判斷故障類型；確認故障相，在獲得故障類型后，需要判斷哪一相是故障相，若確認為單相故障，則認為兩個跨線相別中的電流大者為故障相；若已確認為相間故障，則該兩個跨線相即為故障相，其解決了同桿并架雙回線發生跨線故障及轉換性故障時的正確選相問題。

然而，由于四回線路中互感的存在，傳統的用于單回線路的故障選相方法運用在四回線上時將受到很大的影響，所以四回線路故障選相方法的關鍵就是要尋找到一種不受互感影響的獨立分量，并利用這種獨立分量的特征來實現選相。

田羽，范春菊等人在《電力系統自動化》(Vol.31，No.21，Nov.10，2007)上發表的“同桿4回線12序分量法”，該文通過對同桿四回線各相電壓和電流組成的列相量分別乘以一個變換矩陣得到兩個新的電壓、電流列相量，即電壓、電流12序分量，而經過此變換以后四回線的自阻抗與各互阻抗組成的阻抗矩陣變為一個對角矩陣，從而消去了四回線之間的互感，所以得到的12序分量之間沒有耦合，是相互獨立的。

從上述敘述可以看出，12序分量是對稱分量在同桿四回線中的擴展。另外，此文還說明了各序分量的物理意義以及各序電壓，電流的特點，并得到系統相應的各序網絡。但是，此文并沒有進一步的涉及到它所提出的12序分量在電力系統故障分析中的應用而僅限于推導出12序分量本身。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于12序分量的同桿四回線同名相跨線故障選相方法。其克服了同桿四回線互感的影響，利用同桿四回線的故障特點以及對稱分量法的基本概念，并采用現代信號處理技術，使其具有很高的靈敏性。

本發明的技術方案是：提供一種基于12序分量的同桿四回線同名相跨線故障選相方法，包括繼電保護裝置中選項元件采集信號、對采集信號進行分析/計算和依據分析/計算結果進行故障的識別，其特征是：

(1)采集繼電保護裝置安裝處的四回線路的12相電流量，作為選相元件所需原始電量；

(2)將四回線的12相電流列相量做矩陣變換得到12序電流分量；

(3)利用各序分量的大小及相位關系進行故障的識別。

進一步的，其上述的故障的識別包括故障線路的識別和故障相的識別。

具體的，所述四回線路的12相電流量為：

其數據采樣頻率為3MHz。

所述的12序電流分量為

其中分別依次稱為e序零序，f序零序，g序零序，h序零序，e序正序，f序正序，g序正序，h序正序，e序負序，f序負序，g序負序和h序負序電流。其所述的矩陣變換為：