[发明专利]一种基于分布参数测量阻抗的输电线路单相接地故障的继电保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体地说是涉及一种基于分布参数测量阻抗的输电线路单相接地故障的继电保护方法。

背景技术

继电保护是保障电网安全稳定运行的第一道防线，能否准确快速动作对及时隔离故障和有效防止事故蔓延有着至关重要的作用。阻抗距离保护由于受电力系统运行方式和结构变化影响小，能瞬间有选择性的切除输电线路各种故障，保护范围长且稳定，因此在电力系统输电线路保护中获得了广泛的应用。然而，传统接地阻抗距离保护前提假设接地故障点电压为零，通过电压和电流比值测量故障阻抗，并根据测量阻抗大小来反映故障点的远近以决定是否发出跳闸信号。实际上，在电力系统中，除了人为构造的金属性接地短路外，接地故障点电压为零几乎是不可能，因此，接地故障点电压会对接地距离保护动作性能造成严重的影响。

超/特高压交流输电线路的电压、电流传输具有明显的波过程，沿线分布电容电流大，对阻抗距离保护动作性能的影响不能忽略。考虑线路沿线分布电容的影响，测量阻抗与故障距离呈双曲正切函数关系，双曲正切函数特性决定了阻抗继电器耐过渡电阻能力差，过渡电阻所带来的附加阻抗将严重影响阻抗继电器的动作性能。

为了改善阻抗距离保护的动作性能，研究一种能适用于超/特高压交流输电线路的阻抗距离保护，王宾、董新洲和周双喜等发表的《特高压交流输电线路接地阻抗继电器动作特性分析》采样分布参数建模，利用测量电压和测量电流计算测量阻抗，测量阻抗等于测量电压与测量电流的比值，利用测量阻抗与阻抗整定值得到相应的判据，若动作判据满足，则保护动作于跳闸，否则保护不动作。该方法计算测量阻抗的前提条件仍是假设接地故障点电压为零，通过测量电压和测量电流的比值计算故障阻抗。实际上，除了人为构造的短路，接地故障点电压几乎不可能为零，接地故障点电压会对故障阻抗的测量造成严重影响，尤其对于重负荷情况下发生高阻接地故障，测量误差非常大，易造成传统接地阻抗距离保护误动或拒动，给电网安全稳定运行带来非常不利的影响。超/特高压远距离输电线路往往也是重负荷输电线路，重负荷电流会使阻抗距离保护的动作灵敏度降低，因此，超/特高压远距离输电线路的重负荷电流对阻抗距离保护动作性能的影响不能忽略。据国家电网公司统计，超/特高压交流输电线路发生的各种故障类型中单相接地故障占80％以上，因此，研究一种适用于超/特高压交流输电线路单相接地故障的继电保护具有很重要的工程意义。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种基于分布参数测量阻抗的输电线路单相接地故障的继电保护方法。本发明方法利用保护安装处测量到的电气量和线路参数直接计算分布参数故障阻抗，原理上克服了接地故障点电压、过渡电阻和负荷电流对保护动作特性的影响，具有很强的耐受过渡电阻和抗负荷电流影响的能力。

一种基于分布参数测量阻抗的输电线路单相接地故障的继电保护方法，包括以下步骤：

(1)保护装置实时测量输电线路保护安装处的电压、电流电气量，利用傅氏算法计算出变电站输电线路保护安装处的故障相电压故障相电流故障相负序电流和零序电流其中，φ为故障相：A相或B相或C相；

(2)计算故障相分布参数测量阻抗

其中：θ为领先的相位角，即