[发明专利]一种基于信号距离和Π型线路模型的纵联保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于信号距离和Π型线路模型的纵联保护方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

纵联保护可实现全线速动，并具有绝对的选择性，因此它可满足电力系统稳定需要，充分满足继电保护的选择性、灵敏性和速动性、可靠性的要求。但传统的纵联保护如光纤电流差动、高频保护，受超高压长线路分布电容、两侧TA暂态特性和饱和程度的差异及通信信道的影响，容易造成保护不正确动作。在装有阻波器的输电线路中，利用高频含量的不同构成的区内外故障识别判据，由于判据可靠性依赖于物理边界频率特性，在实际应用中会存在整定值不好设定的问题。

为了克服传统纵联保护所存在的以上不足，提高其可靠性，实现对区内外故障的快速识别和快速切除输电线路上任意点的故障。对于远距离输电线路，由于T型等值电路比Π型等值电路节点数多，因此常用的是Π型等值电路。在如图1的输电线路中，通过分析输电线路集中参数Π型等效电路，并根据基尔霍夫电流定理，用M点电压u_M、电流i_M模拟计算输电线路N点处的电流                                                ，再将模拟N点处电流与实测N点处电流i_N的波形相比较，计算出模拟电流与实测电流i_N的互距离度，并将此互距离度的大小与设定的互距离度整定值比较，并根据两者的大小关系识别区内外故障。对于区内和区外故障，其对应的互距离度差别明显，整定值容易设定。

藉此，提出基于信号距离和Π型线路模型的纵联保护方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于信号距离和Π型线路模型的纵联保护方法，通过分析线路集中参数Π型等效电路，计算出保护安装处模拟电流及其与实测电流的互距离度，再与设定的互距离度整定值比较而识别区内外故障，克服系统振荡、TA饱和及通信信道等对纵联保护的影响，提高纵联保护判据的可靠性，实现对区内外故障的快速识别和快速切除输电线路上任意点的故障。

本基于信号距离和Π型线路模型的纵联保护方法是：当输电线路发生故障时，在短时窗内，量测输电线路两端保护安装处M点、N点的电压u_M、u_N和电流i_M、i_N，通过分析输电线路集中参数Π型等效电路，根据基尔霍夫电流定理，得出输电线路末端N点处模拟电流的表达式，用线路首端M点的实测电压u_M和电流i_M模拟计算输电线路N点处的电流，再将末端N点处模拟电流与实测电流i_N的波形相比较，计算出模拟电流与实测电流i_N的互距离度，将此互距离度与互距离度的设定值进行比较，根据两者的大小关系识别区内外故障。具体步骤如下：

（1）输电线路发生故障后，在短时窗内，量测输电线路首、末两端保护安装处M点、N点的电压u_M、u_N和电流i_M、i_N，然后根据集中参数Π型等效电路的特征及基尔霍夫电流定理，得到如下输电线路末端N点处模拟电流的表达式，并根据该式计算输电线路N点处的模拟电流：

；

其中，C为线路总电容，t为时间；

（2）在对应t时间区间[0, Ns]内，定义线路末端N点处模拟电流与实测电流i_N的互距离度函数如下式：

；

（3）按下式确定一个互距离度整定值：

=；

其中，为线路各种情况下（包括不同的故障过渡电阻、不同的故障初始角、不同的故障距离）区内故障时计算出的模拟电流和实测电流i_N的互距离度的最小值，k_a为整定系数；