[发明专利]同杆并架双回线保护的故障选相方法

说明书

技术领域

本发明属于电学领域、具体涉及一种同杆并架双回线保护的故障 选相方法。

背景技术

同杆并架双回线由于具有节省出线走廊、输送容量大、投资少、 见效快、可提高供电可靠性、运行维护简单等优点，能很好地适应现 代电力系统可靠、经济、输电容量大等要求，所以得到了广泛的应用。 然而同杆并架双回线路的故障种类很复杂，故障多达120种，包括单 回线故障22种，跨线故障98种。对于继电保护来说，当双回线发生 故障时，从如此复杂的故障类型中准确选出故障相别对于保护的正确 动作具有至关重要的作用。

目前，微机保护中常用的选相原理主要有两类：相电流差突变量 选相及稳态量选相。相电流差突变量选相原理通过比较三个相电流差 的突变量值的大小来实现来判断故障相，相电流差突变量选相元件具 有不受负荷电流的影响，动作迅速灵敏的优点，一般作为故障初期的 选相元件；缺点是长线路末端带过渡电阻单相接地时灵敏度不足。因 此三相电流大小及相位将影响选相结果。双回线的跨线故障与单回线 故障情况不同，后者的非故障相电流故障前后变化较小，而前者的非 故障相如果是邻线的同名跨线故障相，则存在由两侧电源提供的故障 电流(在出口故障时电流仅由对侧电源提供)，并且如果线路输送的负 荷很重，则负荷也会压至该相，这些都将影响此种选相元件的动作性 能。由于同杆并架双回线路故障后非故障线电流的变化，这种选相原 理用于同杆双回线时动作性能不可避免地会受到一定的影响。

稳态量选相原理主要有阻抗选相、序电流选相等。阻抗选相主要 依据阻抗测量元件的测量结果来确认故障相，在大多数简单故障下能 正确选择故障相。但它受系统运行方式、故障点过渡电阻的影响较大， 选相结果往往不理想。应用于同杆并架双回线时要采用同时计算6个 阻抗测量元件的方法来判断故障相，一般情况下发生跨线故障时可正 确选相，但计算量太大，且无法判断出口跨线故障类型(此时两相或 三相电压为零)。

序电流选相是采用故障电流序分量相对相位关系的选相方法，具 有受故障点过渡电阻的影响小且不受负荷电流影响等优点，因而在单 回线中得到了广泛应用，常作为保护的后续故障选相元件，但它用于 同杆并架双回线系统时具有无法区别区内相间故障和跨线故障的缺 点，这主要表现在：(1)当同杆双回线路两侧电源大小差异较大时， 靠近小电源侧发生含非同名相单相跨线故障，本侧非故障相电流(是 邻线同名故障相)可能接近或超过故障相电流，导致序电流相位变化 不能反映故障情况，当线路较短时这种情况更恶劣。(2)对于单相跨 两相(含同名单相)的故障情况，则处于两相故障的线路可能误选相， 其原因是这种跨线故障中两相故障的线路呈不完全的相间短路(或接 地)特征，即同名相故障电流只有另一故障相的一半左右，使负序零 序电流相位差可能落入错误的故障相区。

可见，目前的输电线路的故障选相方法应用于同杆并架双回线路 故障选相时存在着选相结果不准确(某些特殊情况下会出现误判)且 计算量过大等缺点，由于同杆双回线路的故障类型的特殊性，在单回 线上广泛应用的选相方法目前难以满足同杆双回线保护的选相要求。

发明内容

本发明的任务是提出一种同杆并架双回线保护的故障选相方法， 该方法可以提高同杆并架双回输电线路故障选相尤其是跨线故障时 的准确选相问题的准确性且计算量较小。

本发明所提出的同杆并架双回线保护的故障选相方法由低压选 相元件和基于故障分量方向的选相判据构成；

(1)首先由低压相元件选出故障相，

式中：为双回线A、B，C三相的电压值中的任一项，U_set为 设定的电压门槛定值；

(2)然后用基于故障分量方向的判据判别出是 故障类型，

式中，和分别为由式(1)低电压选相元件选出的故障相别 的故障分量电压和电流，为二者之间的相角差；

当同时满足步骤(1)和步骤(2)时，判定故障相为区内故障 相，保护动作，否则若仅满足(1)式，则判定故障相为区外故障， 保护不动作。

该适用于同杆并架双回线的基于故障分量方向的综合选相元件 的设定的电压门槛值U_set整定为整定为0.4U_N～0.7U_N，U_N为额定 电压值。