專利名稱：一種基于分布參數(shù)模型線路相間電抗繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于分布參數(shù)模型線路相 間電抗繼電器。
背景技術(shù)：
高壓輸電線路是電網(wǎng)正常運(yùn)行的大動脈，既擔(dān)負(fù)著傳送巨大功率的任務(wù)，又是各 大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的紐帶，其運(yùn)行可靠性影響著整個電網(wǎng)的供電可靠性，同時又是電力系統(tǒng) 中發(fā)生故障最多的地方。當(dāng)輸電線路發(fā)生故障時，若不能及時切除或誤切除，則對主系統(tǒng)影 響較大，容易造成電網(wǎng)解列，以及變壓器越級跳間等重大事故。特別是高壓/超高壓/特高 壓輸電線路保護(hù)擔(dān)負(fù)輸送電的重要任務(wù)，是電力系統(tǒng)的重要樞紐，造價昂貴，一旦因故障而 遭到破壞，檢修難度大、時間長，對國民經(jīng)濟(jì)造成的損失將十分巨大。目前，因距離保護(hù)動作性能受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響小，在復(fù)雜電網(wǎng)中都可以有選 擇性地切除故障，而且基本有足夠的靈敏性和快速性，所以距離保護(hù)繼電器一直是高壓/ 超高壓/特高壓輸電線路保護(hù)的主要保護(hù)方式。但傳統(tǒng)距離保護(hù)不考慮線路分布電容，在 線路發(fā)生金屬性故障時，測量阻抗是故障距離與線路單位阻抗的線性乘積。因此，傳統(tǒng)距離 繼電器是根據(jù)測量阻抗的大小來反映故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近以決定是否發(fā)出跳閘信號。然而，對于 高壓/超高壓/特高壓重負(fù)荷遠(yuǎn)距離輸電線路，沿線分布電容電流很大，對保護(hù)動作性能的 影響不能忽略。相關(guān)理論分析證明，考慮輸電線路分布電容的影響后，測量阻抗與故障距離 呈雙曲正切函數(shù)關(guān)系，雙曲正切函數(shù)特性決定了阻抗繼電器抗故障電阻能力差，故障電阻 所帶來的附加阻抗將嚴(yán)重影響阻抗繼電器的動作特性，可能造成距離計(jì)算不準(zhǔn)而縮短或超 范圍。發(fā)明構(gòu)成
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種抗分布電容和故障電阻能力 好的基于分布參數(shù)模型線路相間電抗繼電器。本發(fā)明是通過以下途徑來實(shí)現(xiàn)的
一種基于分布參數(shù)模型線路相間電抗繼電器，包括有數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)分析裝置、比 較裝置、基準(zhǔn)裝置和控制裝置，數(shù)據(jù)采集裝置與數(shù)據(jù)分析裝置的輸入端連接，數(shù)據(jù)分析裝置 的輸出端與比較裝置連接，基準(zhǔn)裝置與比較裝置連接，比較裝置的輸出端與控制裝置連接， 其中
數(shù)據(jù)采集裝置采集測量線路在變電站保護(hù)安裝處測得的故障相間電壓相量 %、故障相間電流相量‘、故障相間電流突變量％ ,作為輸入量；其中，# =AB, BC, CA,分 別表示AB，BC, CA相間；將輸入量傳送到數(shù)據(jù)分析裝置；
數(shù)據(jù)分析裝置提供一個相間距離保護(hù)整定范圍數(shù)值7srt，并根據(jù)以下公式計(jì)算故障相 間動作電壓相量
^hp, φψ = -^ Φ ^ ^φφ其中，《為線路正序傳播系數(shù)，為線路正序波阻抗·’1掀為線路相間距離保護(hù)的整定 范圍；
然后，計(jì)算故障相間動作電壓相量‘種領(lǐng)先故障相間電流突變量％的角度；
數(shù)據(jù)分析裝置將計(jì)算結(jié)果發(fā)送給比較裝置，比較裝置將該角度數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)裝置中的基 準(zhǔn)值[180° 360° ]比較，如果該角度數(shù)據(jù)落在[180° 360° ]區(qū)間內(nèi)，則比較裝置發(fā)出觸 發(fā)信號給控制裝置，由控制裝置控制保護(hù)動作于跳閘，否則，保護(hù)不動作。綜上所述，本發(fā)明方法的物理模型采用分布參數(shù)模型，能精確地描述高壓/超高 壓/特高壓輸電線路的物理特性，具有抗分布電容電流影響的能力；判斷故障相間動作電 壓相量Citfjf身領(lǐng)先故障相間電流突變量Ai^的角度是否落在[180° 360° ]區(qū)間內(nèi)決定是否
動作跳閘，具有很好的抗過渡電阻能力。特別是對于高壓/超高壓/特高壓輸電線路，應(yīng)用 本發(fā)明方法可滿足繼電保護(hù)選擇性、可靠性、靈敏性和速動性的要求。


圖1所示為本發(fā)明所述基于分布參數(shù)模型線路相間電抗繼電器的電路框架示意 圖2所示為本發(fā)明最佳實(shí)施例所述超高壓線路輸電系統(tǒng)應(yīng)用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例中系統(tǒng)應(yīng)用本發(fā)明時的保護(hù)動作特性； 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
具體實(shí)施例最佳實(shí)施例
參照附圖1，基于分布參數(shù)模型線路相間電抗繼電器，包括有數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)分析 裝置、比較裝置、基準(zhǔn)裝置和控制裝置，數(shù)據(jù)采集裝置與數(shù)據(jù)分析裝置的輸入端連接，數(shù)據(jù) 分析裝置的輸出端與比較裝置連接，基準(zhǔn)裝置與比較裝置連接，比較裝置的輸出端與控制 裝置連接。參照附圖2，應(yīng)用本發(fā)明的一種500kV超高壓輸電系統(tǒng)，該系統(tǒng)為典型的雙端供 電系統(tǒng)，兩側(cè)母線分別為m和n，輸電線路長度為300km。線路m、η兩側(cè)等效電源相角差為 δ =20°，線路m、η兩側(cè)電源幅值分別為1. 05倍的標(biāo)么值和1倍的標(biāo)么值。線路參數(shù)采用 京津唐500kV輸電線路參數(shù)
線路正序參數(shù) ^1=O. 02083ff/km, L1=O. 8948mH/ km, C1 = 0. 012 9 mF/km, G1= 0 s/km 線路零序參數(shù):R0 = 0. 1148 ff/km, L0 =2.2886 mH /km, C0 =0. 00523mF/km, G0= 0 s/km m系統(tǒng)正序系統(tǒng)等值阻抗Zml=4. 2643+85. 1453 i W m系統(tǒng)零序系統(tǒng)等值阻抗Zm(1=0. 6+29. 0911 W η系統(tǒng)正序系統(tǒng)等值阻抗Ζη1=7. 9956+159. 6474 i W η系統(tǒng)零序系統(tǒng)等值阻抗Ζη(1=2. 0+37. 4697 W
本發(fā)明提出的線路相間電抗繼電器適用于距離保護(hù)的任何一段。本實(shí)施例以距離保護(hù) I段為分析對象，保護(hù)范圍整定為線路全長的85%Qset=255km)，仿真故障為距m側(cè)200km處 BC相間經(jīng)150歐姆電阻短路故障，則實(shí)施例具體步驟如下1)數(shù)據(jù)采集裝置采集測量線路在變電站保護(hù)安裝處故障相間電壓相量CJm、故障相間 電流相量畑、故障相間電流突變量^ik ,作為輸入量傳送到數(shù)據(jù)分析裝置，本實(shí)施例的故 障相為BC相
權(quán)利要求
1. 一種基于分布參數(shù)模型線路相間電抗繼電器，包括有數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)分析裝置、 比較裝置、基準(zhǔn)裝置和控制裝置，數(shù)據(jù)采集裝置與數(shù)據(jù)分析裝置的輸入端連接，數(shù)據(jù)分析裝 置的輸出端與比較裝置連接，基準(zhǔn)裝置與比較裝置連接，比較裝置的輸出端與控制裝置連 接，其中數(shù)據(jù)采集裝置采集測量線路在變電站保護(hù)安裝處測得的故障相間電壓相量 %、故障相間電流相量“、故障相間電流突變量％ ,作為輸入量；其中，頰=AB, BC, CA,分 別表示AB，BC, CA相間；將輸入量傳送到數(shù)據(jù)分析裝置；數(shù)據(jù)分析裝置提供一個相間距離保護(hù)整定范圍數(shù)值7srt，并根據(jù)以下公式計(jì)算故障相 間動作電壓相量0^秒鐘-U持 _ ^cl^Yl^· ψψ其中1力線路正序傳播系數(shù)，4為線路正序波阻抗-Jset為線路相間距離保護(hù)的整定 范圍；然后，計(jì)算故障相間動作電壓相量h種領(lǐng)先故障相間電流突變量的角度；數(shù)據(jù)分析裝置將計(jì)算結(jié)果發(fā)送給比較裝置，比較裝置將該角度數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)裝置中的基 準(zhǔn)值[180° 360° ]比較，如果該角度數(shù)據(jù)落在[180° 360° ]區(qū)間內(nèi)，則比較裝置發(fā)出觸 發(fā)信號給控制裝置，由控制裝置控制保護(hù)動作于跳閘，否則，保護(hù)不動作。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于分布參數(shù)模型線路相間電抗繼電器。包括測量線路在變電站保護(hù)安裝處故障相間電壓相量、故障相間電流相量、故障相間電流突變量，作為輸入量；利用故障相間電壓相量和故障相間電流相量計(jì)算故障相間動作電壓相量；計(jì)算故障相間動作電壓相量領(lǐng)先故障相間電流突變量的角度，若角度落在[180°360°]區(qū)間內(nèi)，則保護(hù)動作跳閘，否則保護(hù)不動作。本發(fā)明方法適用于高壓/超高壓/特高壓輸電線路保護(hù)，滿足繼電保護(hù)的選擇性、可靠性、靈敏性和速動性。
文檔編號H02H7/26GK102074941SQ20111003084
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者吳善班, 岳軍, 曾惠敏, 李生坤, 林力輝, 林富洪, 蔡建煌, 鄭志煜, 陳靈, 黃海 申請人:福建省電力有限公司福州超高壓輸變電局