并行傳輸線的距離保護的方法
【專利摘要】本發(fā)明關于能適用于串聯補償和非補償電力線兩者的使用距離繼電器的并行傳輸線的距離保護的方法。該方法的特征在于，計算一對標志（ff1，ff2）用于指示并行線路中的有故障和健康電路，并且同時以獨立的方式計算標志（Internal_Fault）用于指示并行線路中的內部或外部故障。接著收集所有計算的標志（ff1，ff2，Internal_Fault）以進行這些標志的值的分析，并且根據標志（ff1，ff2，Internal_Fault）的值和它們的交互關系，從保護繼電器（4）釋放脫扣允許信號并且將它發(fā)送到警報裝置或線路斷路器，或從保護繼電器（4）生成阻斷信號并且將它發(fā)送給用戶以便在損壞之前保護并行線路。
【專利說明】并行傳輸線的距離保護的方法
[0001]本發(fā)明關于使用距離繼電器而能適用于串聯補償和非補償電力線兩者的并行傳輸線的距離保護的方法。該方法適合于在架空傳輸線的電力行業(yè)中使用。并行傳輸線的快速和距離保護對于處理電能分配的電力公司和對于電能的最終用戶兩者都是非常重要的?？焖偾铱煽康木嚯x保護影響電力系統(tǒng)保護的質量。
[0002]距離繼電器對作為繼電器位點與故障點之間的線路電路距離的函數的線路電壓和電流輸入信號作出響應并且確定故障發(fā)生在端子A與B之間的繼電器操作特性區(qū)內還是外部。距離繼電器的主要優(yōu)勢是繼電器的操作區(qū)是受保護線路電路阻抗(其是固定常數并且相對獨立于電流和電壓幅度)的函數。從而，距離繼電器具有固定作用范圍(fixedreach)。大體上，如果端子L與R之間的受保護線路的線路電路阻抗等于ZL，則繼電器操作區(qū)特性ZI (常稱為第一區(qū))在另外考慮遠程側源阻抗和故障電阻影響的情況下減少到線路電路阻抗ZL的70-85%。由此，確定在阻抗平面處繼電器區(qū)操作特性。
[0003]串聯補償SC被應用于全世界范圍的EHV-超高壓傳輸線，其中牽涉長傳輸距離和大的電力傳輸。這是增加輸電能力、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、減少傳輸損耗、增強電壓控制和靈活電力流控制的有效且經濟的手段。然而，這種線路的保護尤其對于并行線路仍引起問題。這是由于串聯電容器使故障-環(huán)路阻抗移位(其導致使健康線路脫扣)這一事實所造成的。如果故障電流和并聯電路電流在相同方向上流動，視在阻抗被高估并且距離繼電器將欠作用范圍。另一方面，如果故障電流和并聯電路電流在相反方向上流動，視在阻抗將被低估并且距離繼電器將超作用范圍。慣例是在對于使用中的特定排障或非排障保護方案所預測的最壞情況系統(tǒng)條件的基礎上設置每個繼電器的作用范圍。由此，實施將第一區(qū)作用范圍明顯縮減到30-40%而不是70-85%。
[0004]距離保護繼電器的示例在US專利5367426中描述。該申請基于正序阻抗確定。在該技術方案中，相對于負載模式和測試模式來比較計算的轉換成幅度角表示的阻抗。如果計算的阻抗在測試模式內，發(fā)送脫扣信號。
[0005]利用并聯電路的電流結合受保護線路上的電壓和電流測量的保護繼電器的示例在US專利號US 5956220中描述。在該技術方案中，對于負或零序的電流比率被用于避免對于健康電路上的繼電器的互耦效應的不正確補償。
[0006]從專利描述US 5796258已知用于監(jiān)測至少一個電力傳輸線離測量位點的預定距離內的故障條件的方法和設備。該專利描述用于確定故障的四邊形特性繼電器系統(tǒng)并且修改欠作用范圍和超作用范圍繼電器特性。
[0007]其他保護繼電器系統(tǒng)從專利描述US4896241已知。根據該專利的技術方案描述方向性比較繼電系統(tǒng)，其包括在受保護線路段的每個端子處的前視排障繼電器。這取決于不同終端之間的通信。
[0008]文章“Fault Location of Two-parallel Transmission Line for Non-earthFault Using One-terminal Data (使用一端數據對非接地故障的雙并行傳輸線的故障定位)”_IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, IEEE SERVICE CENTER,NEW YORK.US.vol.14, n0..3, 1 July 1999 (Zhang Qingchao 等人)描述利用本地數據(其是三個電壓和六個電流)的關于并行傳輸線的故障定位算法。它需要并行線路的線路參數數據。需要此以便消除故障定位計算中的遠程端效應。發(fā)明的想法還利用僅本地端測量，但在基礎計算中不需要線路參數。發(fā)明的想法致力于其他形式的應用。
[0009]文章 “Experimental test results for a parallel transmission linesprotection scheme using wavelet transform (使用小波變換的并行傳輸線保護方案的實驗測試結果IEE PROCEEDINGS: GENERATION, TRANSMISSION AND DISTRIBUTION,INSTITUTION OF ELECTRICAL ENGINEERS.G1.vd.151.no—6,12 , November 2004.描述使用小波變
換器用于保護并行線路的方案。這利用線路端處電流和電壓兩者的測量。另一方面，發(fā)明的想法僅利用本地端信息。從而，該文章的概念與在發(fā)明的專利申請中描述的不同。
[0010]距離保護方案的另一個示例在2002年10月22-24日華盛頓斯波坎的第29界年度西部保護繼電器會議呈現的發(fā)表“Adaptive Distance Protection for SeriesCompensated Transmission Lines (對于串聯補償傳輸線的自適應距離保護)”中呈現。在該發(fā)表中，為了在電壓反轉的情況下維持正確的方向辨別，極化功能被添加到主距離保護。極化電壓基于健康相和記憶電壓。另外，用于高速接地故障檢測的方向確定在故障開始后的短間隔期間通過利用疊加電流和極化電壓而實行。因為視在電抗緩慢改變，這使得能夠擴展第一區(qū)的作用范圍而不管故障環(huán)路中的電容器存在。呈現的保護方案由主距離保護、對于多相故障的快速脫扣算法和對于單相到地故障的快速脫扣算法組成。[0011]在由 申請人:提交的專利申請EP11460034.9中，呈現使用一端測量在并行線路中的內部與外部故障之間選擇的方法。該方法被指定用于確定檢測的故障是處于受保護的并行線路上還是線路外部。該方法使用在端子A或在端子B中的線路的一端處的電流信號的測量。在該技術方案中，處理電流信號，確定故障前和故障電流信號以及零序電流信號，并且計算電流相量。然后確定在并行線路的單個線路的電流之間建立交互關系的對稱定標系數kpMfault以便計算定標后的校正故障電流相量以及每個線路的電流差總和sdil、sdiOl、sdi2、sdi02。然后，在具有每個線路的電流差總和sdil、sdiOl、sdi2、sdi02的情況下，確定電流差的總和的最大值sdi_max、sdi_0max、和最小值sdi_min、sdi_0min。最后,根據下面的公式識別標志Internal_Fault，其對于并行線路內的內部故障具有常規(guī)值一或對于并行線路外部的外部故障具有零值，或未識別故障條件:
【權利要求】
1.一種用于并行傳輸線的距離保護的方法，包括:?測量來自從并行線路的線路電路#1和線路電路#2兩者的個體相(A，B, C)的電流和電壓信號以及可選的所述并行線路的線路電路#1和線路電路#2兩者的零序電流，?處理測量的信號并且使用保護繼電器(4)計算指示所述線路電路#1中的相到地故障的系數fAULT—Pk-GAn)、指示所述線路電路#1中的相到相故障的系數ΛΙΙΛ —PA-HvCw)、指示所述線路電路#2中的相到地故障的系數faULT_Ph-G2(n)、指示所述線路電路#2中的相到相故障的系數F/lfAr Pk - Ph2(n),?計算用于指示并行線路中的有故障和健康電路的一對標志(ff1; ff2)，其中根據下面的公式計算對于線路電路#1的標志(ffP:
2.一種用于并行傳輸線的距離保護的方法的計算機程序，其能在數據處理單元(6)上裝載和執(zhí)行，并且該計算機程序在被執(zhí)行時執(zhí)行根據權利要求1的步驟。
【文檔編號】H02H7/26GK103733458SQ201280039754
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年8月6日 優(yōu)先權日:2011年8月16日
【發(fā)明者】P.巴塞雷克, M.薩哈, E.羅索洛斯基, J.伊滋科維斯基, P.皮爾滋 申請人:Abb 技術有限公司