专利名称：一种基于分布参数模型线路相间电抗继电器的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种基于分布参数模型线路相 间电抗继电器。
背景技术：
高压输电线路是电网正常运行的大动脉，既担负着传送巨大功率的任务，又是各 大电网联网运行的纽带，其运行可靠性影响着整个电网的供电可靠性，同时又是电力系统 中发生故障最多的地方。当输电线路发生故障时，若不能及时切除或误切除，则对主系统影 响较大，容易造成电网解列，以及变压器越级跳间等重大事故。特别是高压/超高压/特高 压输电线路保护担负输送电的重要任务，是电力系统的重要枢纽，造价昂贵，一旦因故障而 遭到破坏，检修难度大、时间长，对国民经济造成的损失将十分巨大。目前，因距离保护动作性能受系统运行方式的影响小，在复杂电网中都可以有选 择性地切除故障，而且基本有足够的灵敏性和快速性，所以距离保护继电器一直是高压/ 超高压/特高压输电线路保护的主要保护方式。但传统距离保护不考虑线路分布电容，在 线路发生金属性故障时，测量阻抗是故障距离与线路单位阻抗的线性乘积。因此，传统距离 继电器是根据测量阻抗的大小来反映故障点的远近以决定是否发出跳闸信号。然而，对于 高压/超高压/特高压重负荷远距离输电线路，沿线分布电容电流很大，对保护动作性能的 影响不能忽略。相关理论分析证明，考虑输电线路分布电容的影响后，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抗故障电阻能力差，故障电阻 所带来的附加阻抗将严重影响阻抗继电器的动作特性，可能造成距离计算不准而缩短或超 范围。发明构成
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种抗分布电容和故障电阻能力 好的基于分布参数模型线路相间电抗继电器。本发明是通过以下途径来实现的
一种基于分布参数模型线路相间电抗继电器，包括有数据采集装置、数据分析装置、比 较装置、基准装置和控制装置，数据采集装置与数据分析装置的输入端连接，数据分析装置 的输出端与比较装置连接，基准装置与比较装置连接，比较装置的输出端与控制装置连接， 其中
数据采集装置采集测量线路在变电站保护安装处测得的故障相间电压相量 %、故障相间电流相量‘、故障相间电流突变量％ ,作为输入量；其中，# =AB, BC, CA,分 别表示AB，BC, CA相间；将输入量传送到数据分析装置；
数据分析装置提供一个相间距离保护整定范围数值7srt，并根据以下公式计算故障相 间动作电压相量
^hp, φψ = -^ Φ ^ ^φφ其中，《为线路正序传播系数，为线路正序波阻抗·’1掀为线路相间距离保护的整定 范围；
然后，计算故障相间动作电压相量‘种领先故障相间电流突变量％的角度；
数据分析装置将计算结果发送给比较装置，比较装置将该角度数据与基准装置中的基 准值[180° 360° ]比较，如果该角度数据落在[180° 360° ]区间内，则比较装置发出触 发信号给控制装置，由控制装置控制保护动作于跳闸，否则，保护不动作。综上所述，本发明方法的物理模型采用分布参数模型，能精确地描述高压/超高 压/特高压输电线路的物理特性，具有抗分布电容电流影响的能力；判断故障相间动作电 压相量Citfjf身领先故障相间电流突变量Ai^的角度是否落在[180° 360° ]区间内决定是否
动作跳闸，具有很好的抗过渡电阻能力。特别是对于高压/超高压/特高压输电线路，应用 本发明方法可满足继电保护选择性、可靠性、灵敏性和速动性的要求。
图1所示为本发明所述基于分布参数模型线路相间电抗继电器的电路框架示意 图2所示为本发明最佳实施例所述超高压线路输电系统应用本发明的结构示意图； 图3所示为本发明实施例中系统应用本发明时的保护动作特性； 下面结合实施例对本发明做进一步描述。
具体实施例最佳实施例
参照附图1，基于分布参数模型线路相间电抗继电器，包括有数据采集装置、数据分析 装置、比较装置、基准装置和控制装置，数据采集装置与数据分析装置的输入端连接，数据 分析装置的输出端与比较装置连接，基准装置与比较装置连接，比较装置的输出端与控制 装置连接。参照附图2，应用本发明的一种500kV超高压输电系统，该系统为典型的双端供 电系统，两侧母线分别为m和n，输电线路长度为300km。线路m、η两侧等效电源相角差为 δ =20°，线路m、η两侧电源幅值分别为1. 05倍的标么值和1倍的标么值。线路参数采用 京津唐500kV输电线路参数
线路正序参数 ^1=O. 02083ff/km, L1=O. 8948mH/ km, C1 = 0. 012 9 mF/km, G1= 0 s/km 线路零序参数:R0 = 0. 1148 ff/km, L0 =2.2886 mH /km, C0 =0. 00523mF/km, G0= 0 s/km m系统正序系统等值阻抗Zml=4. 2643+85. 1453 i W m系统零序系统等值阻抗Zm(1=0. 6+29. 0911 W η系统正序系统等值阻抗Ζη1=7. 9956+159. 6474 i W η系统零序系统等值阻抗Ζη(1=2. 0+37. 4697 W
本发明提出的线路相间电抗继电器适用于距离保护的任何一段。本实施例以距离保护 I段为分析对象，保护范围整定为线路全长的85%Qset=255km)，仿真故障为距m侧200km处 BC相间经150欧姆电阻短路故障，则实施例具体步骤如下1)数据采集装置采集测量线路在变电站保护安装处故障相间电压相量CJm、故障相间 电流相量畑、故障相间电流突变量^ik ,作为输入量传送到数据分析装置，本实施例的故 障相为BC相
权利要求
1. 一种基于分布参数模型线路相间电抗继电器，包括有数据采集装置、数据分析装置、 比较装置、基准装置和控制装置，数据采集装置与数据分析装置的输入端连接，数据分析装 置的输出端与比较装置连接，基准装置与比较装置连接，比较装置的输出端与控制装置连 接，其中数据采集装置采集测量线路在变电站保护安装处测得的故障相间电压相量 %、故障相间电流相量“、故障相间电流突变量％ ,作为输入量；其中，颊=AB, BC, CA,分 别表示AB，BC, CA相间；将输入量传送到数据分析装置；数据分析装置提供一个相间距离保护整定范围数值7srt，并根据以下公式计算故障相 间动作电压相量0^秒钟-U持 _ ^cl^Yl^· ψψ其中1力线路正序传播系数，4为线路正序波阻抗-Jset为线路相间距离保护的整定 范围；然后，计算故障相间动作电压相量h种领先故障相间电流突变量的角度；数据分析装置将计算结果发送给比较装置，比较装置将该角度数据与基准装置中的基 准值[180° 360° ]比较，如果该角度数据落在[180° 360° ]区间内，则比较装置发出触 发信号给控制装置，由控制装置控制保护动作于跳闸，否则，保护不动作。
全文摘要
本发明属于电力系统继电保护技术领域，公开了一种基于分布参数模型线路相间电抗继电器。包括测量线路在变电站保护安装处故障相间电压相量、故障相间电流相量、故障相间电流突变量，作为输入量；利用故障相间电压相量和故障相间电流相量计算故障相间动作电压相量；计算故障相间动作电压相量领先故障相间电流突变量的角度，若角度落在[180°360°]区间内，则保护动作跳闸，否则保护不动作。本发明方法适用于高压/超高压/特高压输电线路保护，满足继电保护的选择性、可靠性、灵敏性和速动性。
文档编号H02H7/26GK102074941SQ20111003084
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者吴善班, 岳军, 曾惠敏, 李生坤, 林力辉, 林富洪, 蔡建煌, 郑志煜, 陈灵, 黄海 申请人:福建省电力有限公司福州超高压输变电局