[发明专利]混压同塔四回线两相跨两相的跨电压故障电流计算方法

说明书

技术领域

本发明属于线路继电保护领域，具体涉及混压同塔四回线系统发生两相跨两相故障时的故障电流计算方法，为继电保护提供坚实的理论基础。

背景技术

现有故障分析方法多是针对于单回线故障分析、同电压等级双回线故障分析和同电压等级四回线的故障分析，仅有的对混压同塔四回线故障分析方法都是沿用双回线的六序分量法。目前国内线路保护中采用方法是忽略混压同塔不同电压等级之间的互感，并且对电气联系进行粗略等效，然后对两个双回线系统进行单独配置保护。

混压同塔四回线发生跨电压故障时，由于不同电压等级之间的互感，故障特征复杂；再考虑两个电压等级之间的电气联系，分析方法更为复杂。经典的故障分析方法，可用于单回线、双回线的单条线路的各种接地和相间故障，步骤是计算归算至短路点的正、负、零序网络图，计算故障点的边界条件，得到序网络图进行故障计算。对不计两个系统之间电气联系的弱电强磁系统的跨电压故障进行故障计算时，两个系统归算至短路点的正、负序阻抗容易分别得到，但是由于两个电压等级之间的互感造成两系统之间零序阻抗却不能再独立得到；同时边界条件也不再独立，而是与另外一个系统有关，依据边界条件的序网络图也无法得出。考虑了两个电压等级的电气联系后，则不仅零序网络图无法再独立计算，正、负序的网络图也将无法独立计算。因此，目前国内线路保护中采用的是忽略混压同塔不同电压等级之间的互感，并且对电气联系进行粗略等效，然后对两个双回线系统进行单独配置保护的方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了混压同塔四回线两相跨两相故障时的故障电流计算方法。采用本发明的技术方案，可以实现跨电压故障时准确计算故障电流，为分析各种原理继电保护提供坚实的理论基础。

为了更好地理解本发明的技术方案，首先对本发明中出现的技术名词说明如下：

混压同塔：是指同一输电杆塔上架设不同电压等级的输电线路；需指出本发明研究的是两个不同电压等级输电线路的同塔部分，电源和其他不同塔部分做戴维南等效处理，将电源和不同塔部分等效为电源与出口阻抗形式。

弱电强磁输电系统：同塔多回输电线路之间的电磁联系较强、电气联系较弱，与电磁联系相比电气联系可以忽略的输电系统称作弱电强磁系统。

强电弱磁输电系统：不同电压等级之间存在变压器连接，使同塔多回输电线路之间的电气联系较强，不可忽略的输电系统称作强电弱磁系统；本发明所述混压同塔输电系统包含输电线路与两侧电源系统，在一侧电源系统间有变压器连接，即不同电压等级之间存在电气联系，为“强电弱磁输电系统”，反之为“弱电强磁输电系统”。

跨电压故障：不同电压等级之间的跨线故障称为跨电压故障，跨电压故障可以分为跨电压接地故障和跨电压不接地故障。

为达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种混压同塔四回线两相跨两相的跨电压故障电流计算方法，所述混压同塔四回线系统包括两个不同电压等级的双回线输电系统，在两个不同电压等级的双回线输电系统之间没有变压器连接时，所述混压同塔四回线系统为弱电强磁输电系统，其特征在于，弱电强磁输电系统下两相跨两相的跨电压故障电流计算方法包括以下步骤：

步骤1：当混压同塔四回线系统发生两相跨两相电压故障时，分别计算归算至故障点处的两个不同电压等级输电系统的电动势大小以及正、负序阻抗，其中，两个不同电压等级输电系统分别采用I、II系统表示，I、II系统的电动势大小分别为正序阻抗分别为Z_1Ψ、负序阻抗分别为Z_2Ψ、下标Ψ代表I系统，代表II系统，均可代表两系统的A/B/C三相，1、2则分别代表正、负序；

步骤2：将步骤1中两个不同电压等级的输电系统的零序网络进行统一解耦，同一电压等级线路之间共母线，不同电压等级线路之间共地，用平行双回线的方法得到统一解耦后的四回线零序网络；

步骤3：将两个不同电压等级的输电系统即I、II系统的零序网络进行统一归算，以地、两个系统的短路点这三点为节点，消去其他节点后得到统一的I、II系统的等效零序网络，以Y形式表示，其中I系统短路点节点处零序阻抗为Z_0Ψ，II系统短路点节点处零序阻抗为地点节点处零序阻抗为Z_0M，下标中的0代表零序；

步骤4：计算两相跨两相跨电压接地故障和不接地故障的边界条件为：