专利名称：同杆并架双回线的纵联零序功率方向保护方法
技术领域：
本发明属于电学领域、具体涉及一种适用同杆并架双回线的纵联零序功率方向保护方法。
背景技术：
同杆并架双回线由于具有出线走廊窄、输送容量大、投资少、见效快、可提高供电可靠性、运行维护简单等优点，能很好地适应现代电力系统可靠、经济、输电容量大等要求，目前得到了广泛的应用。同杆并架双回线间不仅有电气联系，也存在磁联系，同杆并架双回线线路之间存在着较大的零序互感影响，当其中一回线发生故障，另一回线中也有故障电流流过，两回线的电压电流通过互感相互作用，使得母线上的残压不仅取决于本线的电流，还受另一回线电流的影响，这使得同杆并架双回线的保护问题变得复杂，不能简单地套用单回输电线路的保护方法。
同杆双回线发生单回线不对称接地时由于双回线零序互感的影响，另一回线中会流过零序电流，保护安装处的母线零序残压取决于两回线中的零序电流；当发生跨线接地故障，两回线中都有零序电流，零序电流的大小和方向不仅取决于故障类型和系统零序阻抗参数，而且受两回线间零序互感的影响，也有可能出现与单回线故障的零序电流方向不一致现象。纵联零序方向保护是目前国内使用最为广泛和有效的快速保护之一，在发展性故障、高阻接地等故障时起着重要作用。到目前为止，传统的同杆并架双回线的零序功率方向保护判据是将用于单回线的零序功率方向保护直接应用到双回线上，而没有将双回线作为一个整体来配置，当故障发生时，双回线间的互感会导致双回线间电压电流相互作用，有可能导致零序功率方向保护判据的误判或拒动，零序功率方向保护判据失去方向性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题提出一种同杆并架双回线的纵联零序功率方向保护方法，以适用于同杆并架双回线路的零序功率方向保护。
为解决上述技术问题，本发明采用了一种同杆并架双回线的纵联零序功率方向保护方法，该方法包括如下步骤 (a)设置本侧零序功率方向判据件和对侧零序功率方向判据 本侧零序功率方向判据为
式中，3I0M为本回线M侧零序电流，3I′0M为另一回线M侧零序电流，3UM0为保护安装处M侧的母线零序电压，Arg表示对后面的相量取相角，K为零序互感影响系数； 对侧零序功率方向判据为
式中，3I0N为本回线N侧零序电流，3I′0N为另一回线N侧零序电流，3UN0为保护安装处N侧的母线零序电压，Arg表示对后面的相量取相角，K为零序互感影响系数； (b)依据判据作出判定 当同时满足(1)式与(2)式时，即可判定保护区内出现了接地故障，零序功率方向保护判据动作；若仅满足(1)式或仅满足(2)式，则判为另一回线接地故障或区外故障，保护不动作。
所述的零序互感影响系数取值为式中，Z0为线路的零序阻抗，ZM为双回线线间互阻抗。
本发明提出的适用于同杆并架双回线的纵联零序功率方向保护方法的零序互感影响系数取值为式中，Z0为线路的零序阻抗，ZM为双回线线间互阻抗。
与现有同杆并架双回输电线路的纵联零序功率方向保护方法相比，本发明的纵联零序功率方向保护判据具有以下特点 1、本发明的纵联零序功率方向保护判据是把双回线以一个整体来配置的，通过线间通信及线路两端电气量的光纤通信，将保护线路对侧的零序电流、零序电压和另一回线的零序电流引入保护装置中，来进行双回线内部故障和外部故障的判别，从而提高了纵联零序功率方向保护判据判别的准确性。
2、本发明的纵联零序功率方向保护判据考虑了双回线间的零序互感的影响，引入了另一回线的零序电流，提高了双回线间出现跨线故障时纵联零序功率方向保护判据判断的准确性，而目前的采用单回线路纵联零序功率方向保护判据的同杆双回线纵联零序功率方向保护判据在双回线间出现异名相跨线接地故障时容易误判。
3、本发明的纵联零序功率方向保护判据能够正确地识别保护线路的内、外故障，同时还能正确地识别双回线路的哪一回线故障。
图1为本发明的纵联零序功率方向保护判据应用于正常运行双回线内部I线路接地故障时的系统示意图； 图2为本发明的纵联零序功率方向保护判据应用于正常运行双回线内部发生IBIIC跨线接地故障时的系统示意图。
具体实施例方式 图1中，当同杆并架双回线内部I回线发生单相接地故障时，此时M侧母线零序电压为 式中
为M侧母线零序电压，
为线路I的M侧零序电流，
为接地点零序电压，Z0为线路零序阻抗，α为短路点距离占全线长度的比例；N侧母线零序电压为 II回线两侧流过的零序电流为 因此，对于回线I，考虑回线II线间零序互阻抗影响的纵联零序功率方向保护判据的零序阻抗角为
回线I中1、2处的纵联零序功率方向保护判据动作。对于回线II，考虑回线I线间零序互阻抗影响的纵联零序功率方向保护判据的零序阻抗角为(在近M侧发生接地故障时)
由于回线II的纵联零序功率方向保护判据的判据不能同时满足，回线II中3、4处的纵联零序功率方向保护判据不动作。
图2中，当双回线内部发生IBIIC跨线接地故障时，M侧与N侧的母线零序电压为IB发生单相接地和IIC发生单相接地故障时产生的零序电压的代数和。IE发生单相接地时产生的母线零序电压分别为 在II回线两侧流过的零序电流为 IIC发生单相接地故障时产生的母线零序电压分别为 在I回线两侧流过的零序电流为 因此，当双回线内部发生IBIIC跨线接地故障时，M侧母线零序电压为 N侧母线零序电压为 式中，
为故障点总的零序电压相量。在I回线中1侧流过的零序电流为 在I回线中2侧流过的零序电流为 在II回线中3侧流过的零序电流为 在II回线中4侧流过的零序电流为 将M与N侧的母线零序电压用线路的实测零序电流表示，经过推导后，可得 由以上四式可得，M与N侧的母线零序电压降 而M与N侧的母线零序电压降也可以表示为 由以上两式可得， 所以M与N侧的母线零序电压可以表示为 因此，对于回线I，考虑回线II线间零序互阻抗影响的纵联零序功率方向保护判据的零序阻抗角为
回线I中1、2处的纵联零序功率方向保护判据动作； 对于回线II，考虑回线I线间零序互阻抗影响的纵联零序功率方向保护判据的零序阻抗角为(在近M侧发生接地故障时)
由于回线II的纵联零序功率方向保护判据的判据也能同时满足，回线II中3、4处的纵联零序功率方向保护判据也动作。
权利要求
1、一种同杆并架双回线的纵联零序功率方向保护方法，其特征在于，该方法包括如下步骤
(a)设置本侧零序功率方向判据件和对侧零序功率方向判据
本侧零序功率方向判据为
式中，3I0M为本回线M侧零序电流，3I′0M为另一回线M侧零序电流，3UM0为保护安装处M侧的母线零序电压，Arg表示对后面的相量取相角，K为零序互感影响系数；
对侧零序功率方向判据为
式中，3I0N为本回线N侧零序电流，3I′0N为另一回线N侧零序电流，3UN0为保护安装处N侧的母线零序电压，Arg表示对后面的相量取相角，K为零序互感影响系数；
(b)依据判据作出判定
当同时满足(1)式与(2)式时，即可判定保护区内出现了接地故障，零序功率方向保护判据动作；若仅满足(1)式或仅满足(2)式，则判为另一回线接地故障或区外故障，保护不动作。
2、如权利要求1所述的同杆并架双回线的零序功率方向保护方法，其特征在于，所述的零序互感影响系数取值为式中，Z0为线路的零序阻抗，ZM为双回线线间互阻抗。
全文摘要
本发明公开了一种用于同杆并架双回线的纵联零序功率方向保护方法，包括本侧零序功率方向判据和对侧零序功率方向判据，本侧零序功率方向判据为式(Ⅰ)、对侧零序功率方向判据为式(Ⅱ)，式中，3I0M、3I0N为本回线M、N侧零序电流，3I0M′、3I0N′为另一回线M、N侧零序电流，3UM0、3UN0为保护安装处M、N侧的母线零序电压，Arg表示对后面的相量取相角，K为零序互感影响系数，以上两个判据“与”门输出，当同时满足以上两式时，即可判定保护区内出现了接地故障，纵联零序功率方向保护判据动作。
文档编号H02H3/32GK101593964SQ20091006533
公开日2009年12月2日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者李瑞生, 孟远景, 鄢安河, 索南加乐, 樊占峰 申请人:许继电气股份有限公司, 河南省电力公司