[发明专利]基于虚拟阻抗虚部幅值特性双回线路非同名相跨线接地故障识别方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟阻抗虚部幅值特性双回线路非同名相跨线接地故障识别方法。本发明方法计算双回线路非同名相跨线接地故障点处的虚拟阻抗的虚部，计算同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的虚拟阻抗的虚部，通过判断双回线路非同名相跨线接地故障点处的虚拟阻抗的虚部幅值小于同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的虚拟阻抗的虚部幅值是否成立，以决定是否发出动作跳闸信号，原理上消除了线间零序互感、过渡电阻、负荷电流和电力系统运行方式等因素对故障判别结果的影响，保护正方向出口发生双回线路非同名相跨线接地故障时无保护死区，保护反方向出口发生双回线路非同名相跨线接地故障时不误动作。

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虚拟阻抗虚部幅值特性双回线路非同名相跨线接地故障识别方法。

背景技术

同杆并架双回线路具有占地面积少、造价成本低，连接电网运行稳定可靠，已成为电力系统一种常见输电线路连接方式。同杆并架双回线路线间存在零序互感，零序互感对零序补偿系数产生影响，进而产生附加阻抗，因零序互感引起的附加阻抗会导致保护装置测量到的故障阻抗大于实际故障阻抗，造成同杆并架双回线路保护区内靠近保护整定范围处发生接地故障时，保护出现误动作，对电网安全稳定运行不利。

同杆并架双回线路即使发生经杆塔直接接地故障，在土壤电阻率较低的地区过渡电阻也在10Ω附近；在电阻率较高的地方过渡电阻可达30Ω，或甚至更高。过渡电阻不为零使得保护装置计算得到的故障阻抗除包含反应真实故障距离的故障阻抗分量外，还包含了因过渡电阻而产生的附加阻抗。过渡电阻产生的附加阻抗呈阻感性或呈阻容性容易造成接地阻抗距离保护拒动或稳态超越。保护误动或拒动，会给电力系统安全运行带来重大的损失，甚至有可能会威胁到电力系统的稳定性。

现有同杆并架双回线路接地距离保护的动作特性圆边界经过坐标原点，由于坐标原点位于动作特性圆边界上，保护正向出口接地故障时保护存在死区，且随着过渡电阻和负荷电流增大，保护正向出口死区越大。由于坐标原点位于动作特性圆边界上，保护反方向出口接地故障存在误动的可能，且过渡电阻越大，保护反方向出口接地故障时保护越容易误动作。

由于同杆并架双回线路线间存在很强的零序互感，现有接地距离保护无法获取另一回线路的零序电流，算法模型中无法消除线间零序互感的影响，受线间零序互感的影响，传统接地距离保护应用于同杆并架双回线路时其保护范围将大大扩大，在保护整定范围处故障常常存在稳态超越，使得保护区外故障时容易发生误动作，容易造成潮流大转移，引发大面积停电事故发生。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种基于虚拟阻抗虚部幅值特性双回线路非同名相跨线接地故障识别方法，该方法计及线间零序互感的影响计算零序补偿电流，计算双回线路非同名相跨线接地故障点处的虚拟阻抗的虚部，计算同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的虚拟阻抗的虚部，通过判断双回线路非同名相跨线接地故障点处的虚拟阻抗的虚部幅值小于同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处的虚拟阻抗的虚部幅值是否成立，以决定是否发出动作跳闸信号，原理上消除了线间零序互感、过渡电阻、负荷电流和电力系统运行方式等因素对故障判别结果的影响，保护正方向出口发生双回线路非同名相跨线接地故障时无保护死区，保护反方向出口发生双回线路非同名相跨线接地故障时不误动作，适用于同杆并架双回线路单端电气量后备保护。

为完成上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于虚拟阻抗虚部幅值特性双回线路非同名相跨线接地故障识别方法，其特征在于，包括如下依序步骤：

(1)保护装置测量同杆并架双回线路I回线路保护安装处的故障相电压故障相电流和零序电流其中，φ＝I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；

(2)保护装置计算同杆并架双回线路I回线路的零序补偿电流