[发明专利]基于零序补偿的双回线路非同名相跨线接地故障判别方法

摘要

本发明公开了一种基于零序补偿的双回线路非同名相跨线接地故障判别方法，首先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，计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流，计算同杆并架双回线路I回线路的零序补偿电流，计算故障系数，然后利用双回线路非同名相跨线接地故障点位于保护整定范围之内故障系数大于零，双回线路非同名相跨线接地故障点位于保护整定范围之外故障系数小于零这一特性实现双回线路非同名相跨线接地故障的准确判别，判别结果不受线间零序互感、过渡电阻、负荷电流和电力系统运行方式等因素的影响，适用于同杆并架双回线路单端电气量后备保护。

主权项

一种基于零序补偿的双回线路非同名相跨线接地故障判别方法，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为I回线路A相、I回线路B相或者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$\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}={\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\mathrm{\β})-j\sin (r_1+r_2-\mathrm{\β}));$其中，$r_1={\sin }^{-1}\left(\frac{a_3{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);$$r_2={\sin }^{-1}\left(\frac{a_1{b}_2-a_2{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);$$a_1=\mathrm{Re}\left(\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{Z_{I1}}\right),$为的实部；$b_1=\mathrm{Im}\left(\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{Z_{I1}}\right),$为的虚部；$a_2=\mathrm{Re}({\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}),$为的实部；$b_2=\mathrm{Im}({\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}),$为的虚部；$a_3=b_3=\left|\frac{Z_m}{{3Z}_{11}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}\right|;$$\mathrm{\β}=\mathrm{Arg}\left(\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}\right);$j为复数算子；Z_m为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序互感；Z_I0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ为I回线路A相、I回线路B相或者I回线路C相；(3)保护装置计算领先${\stackrel{\·}{I}}_{I0}+{\stackrel{\·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\mathrm{\β})-j\sin (r_1+r_2-\mathrm{\β}))$的角度ρ：$\mathrm{\ρ}=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{{\stackrel{\·}{I}}_{I0}+{\stackrel{\·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\mathrm{\β})-j\sin (r_1+r_2-\mathrm{\β}))}\right);$(4)保护装置计算领先的角度α：$\mathrm{\α}=\mathrm{Arg}\left(\frac{Z_{I1}({\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\mathrm{\β})-j\sin (r_1+r_2-\mathrm{\β})))}{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}\right);$(5)保护装置计算领先同杆并架双回线路I回线路保护整定范围处l_set的故障相电压的相角λ：$\mathrm{\λ}=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{\·}{I}}_{I0}+{\stackrel{\·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\mathrm{\β})-j\sin (r_1+r_2-\mathrm{\β}))}{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}-\frac{l_{\mathrm{set}}}{l}{Z}_{I1}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}}\right);$其中，l_set为同杆并架双回线路I回线路保护整定范围；l为同杆并架双回线路I回线路长度；(6)保护装置计算故障系数$\mathrm{\Δx}=\frac{\sin \left(\mathrm{\λ}\right)}{\sin (\mathrm{\π}-\mathrm{\λ}-\mathrm{\ρ}-\mathrm{\α})Z_{I1}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}}({\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}-\frac{l_{\mathrm{set}}}{l}{Z}_{I1}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I});$(7)保护装置判断故障系数$\mathrm{\Δx}=\frac{\sin \left(\mathrm{\λ}\right)}{\sin (\mathrm{\π}-\mathrm{\λ}-\mathrm{\ρ}-\mathrm{\α})Z_{I1}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}}({\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}-\frac{l_{\mathrm{set}}}{l}{Z}_{I1}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I})>0$是否成立，若成立，则判断双回线路非同名相跨线接地故障点位于同杆并架双回线路I回线路保护整定范围之内，保护装置发出动作跳闸信号。