[发明专利]一种用于同塔并架双回线的综合选相方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的继电保护领域，特别涉及输电网中的同塔并架双回输电线路的故障选相方法。

背景技术

同塔双回线具有投资少、节约土地及单位走廊、输送容量大等优点，目前在我国220kV及以上电压等级的输电网中得到广泛应用。同塔双回线的故障非常复杂，从故障种类看共有120种，包括单回线故障22种，跨线故障98种。按照主保护双重化的要求，同塔双回线除了装设使用单回线电量的两套分相纵联差动保护并联出口之外，还需要装设第二原理的主保护，如纵联距离或方向等。此外，还需要采用三段式距离及零序保护作为后备。而第二原理主保护和后备保护本身均不具备选相功能，需要在保护中设置单独的选相元件，当线路上发生故障时，保护的跳闸相别取决于选相元件和保护中测量元件的共同动作结果。由于同塔双回线不仅相与相之间有互感，相邻两线间还有线间互感，使得其故障特性与单回线大不相同。因此，要实现选相跳闸，无疑对保护的选相元件提出了极高要求。

常用的选相原理主要有两类，突变量选相和稳态故障量选相。相电流差突变量选相原理^[1-2]通过比较三个相电流差故障前后的突变量数值来判断故障类型，常用于单回线路中作为选相元件，其用于同塔双回线的动作特性需要研究。文献[3]给出了一种使用相电流突变量结合零序电流比较的选相方法，特性类似相电流差突变量选相。稳态故障量选相原理主要有阻抗选相，电压选相，序电流选相等。阻抗选相^[2]依据阻抗元件的测量结果来确认故障相，在单回线的大多数故障下能正确选相，但受故障点过渡电阻的影响较大；应用于同塔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，且无法判出出口跨线故障类型(此时两相或三相电压为零)。电压选相^[2，4]用于同塔双回线时它无法区别是单回线内的相间故障还是跨线故障。序电压选相^[5]采用电压序分量的相对相位关系进行选相，具有零序负序电流选相的优点，也同样具有前述电压选相元件的缺点。零序负序电流选相^[6～7]是采用故障电流序分量相对相位关系的选相原理，具有受故障过渡电阻的影响较小且不受负荷电流影响的优点，但用于同塔双回线会误选相。

综上所述，通过对同塔双回线的故障特征进行分析，发明适用于同塔双回线的选相新方案具有重要的理论意义和实用价值。

参考文献

[1]葛耀中，新型继电保护与故障测距原理与技术，西安：西安交通大学出版社，1996

[2]朱声石，高压电网继电保护原理与技术，北京：中国电力出版社，1995

[3]索南加乐，刘东，同杆并架输电线路跨线故障识别元件，电力系统自动化，2007年第31卷第1期，1月10日

[4]俞波，杨奇逊，同杆并架双回线保护选相元件研究，中国电机工程学报，第23卷第4期，2003年4月

[5]武在前，220kV同杆双回线继电保护方案的研究太原理工大学硕士学位论，2004.5

[6]唐宝锋，输电线路故障选相新方法的研究华北电力大学硕士学位论文2004.12

[7]林湘宁，刘沛，杨春明等，基于相关分析的故障序分量选相元件，中国电机工程学报，2002，22(5)：

发明内容

针对同塔双回线的故障选相这一技术难题，本发明提出一种选相功能完善、动作速度快的选相方法，为同塔双回线的第二主保护和后备保护提供有效的选相方案，为保证输电网的安全稳定运行提供技术支撑。本发明的技术方案如下：

一种用于同塔并架双回线的综合选相方法，在双回线发生故障时采用下列的选相方法：

(1)利用六序分量法消去各相量之间的互感电流，得到和六序分量，T₀、T₁和T₂分别代表同零序、同正序和同负序量；F₀、F₁和F₂分别代表反零序、反正序和反负序量；

(2)依据的幅值是否为零区分出接地故障和不接地故障，当幅为零判为接地故障；否则判为不接地故障，在接地故障和不接地故障中，分别依据下面的步骤3-6选出故障相；

(3)根据单回线故障的特征I_F1≠0、非同名相跨线故障的特征I_F0≠0以及同名相跨线故障的特征I_F1＝0，区分出非同名相跨线故障、单回线故障和同名相线故障；