一种基于三参考点贝瑞隆差流的半波长线路保护方法与流程

本发明涉及电力系统继电保护和自动化领域，具体涉及一种基于贝瑞隆差动的保护方法。

背景技术：

半波长交流输电技术是指输电距离接近一个工频半波，即3000km(50Hz)或2500km(60Hz)的超远距离三相交流输电技术。相对于其他超远距离输电技术，半波长线路具有输送能力强、全线路无需无功补偿等优势。半波长输电线路输电距离远，电气特征与现有特高压线路存在较大差异，传统的继电保护原理无法满足半波输电线路要求。

基于贝瑞隆模型的分相电流差动保护，克服了长线路电容电流对电流差动保护的影响，可以适用于常规距离(一般不超过400km)的输电线路差动保护。但对于半波长输电线路，长度达到3000km时该方法将会失效。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明公开一种基于贝瑞隆模型的改进的差动保护方法。本发明具体采用以下技术方案:

一种基于三参考点贝瑞隆差流的半波长线路保护方法，该方法采集线路两侧的三相电压和三相电流，再根据贝瑞隆模型计算出线路三处：1/6、1/2和5/6处参考点的贝瑞隆差动电流幅值，将三个参考点处的电流幅值累加之后，再除以一个取值范围在1.8至2.0之间的系数作为本线路的差动电流，若计算得到的差动电流达到保护动作边界，则给线路断路器发出跳闸命令，切除故障。

优选地，此系数取值1.91。

本发明通过计算线路三个位置的贝瑞隆差动电流幅值，并据此计算出线路的故障电流幅值，克服传统贝瑞隆差动无法适用于半波长输电线路保护的问题。

附图说明

图1为三参考点贝瑞隆差动计算示意图

图2线路17％A相接地贝瑞隆电流计算值

图3线路17％A相接地故障点电流幅值

图4线路17％A相接地贝瑞隆故障相计算值与故障点电流对比

图5线路17％BC相短路贝瑞隆电流计算值

图6线路17％BC相短路故障点电流幅值

图7线路17％BC相短路贝瑞隆故障相计算值与故障点电流对比

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示为半波长输电线路示意图，线路上3个实心圆标注了三个位置，分别是1/6、1/2和5/6。半波长输电线路连接M和N两个等效电网系统，半波长线路与M系统相连的电压为Um、电流为Im，与N侧相连的电压为Un、电流为In。

所述保护方法包括以下步骤：

步骤1：用电压互感器采集线路Um和Un，用电流互感器采集Un和In；

将电流互感器、电压互感器的二次绕组接入到微机保护装置中，通过AD采集获得被采样电气信号的采样值序列，用傅里叶算法计算出上述电压和电流采样值序列的相量值。

步骤2：根据贝瑞隆模型计算出线路三处(1/6、1/2和5/6处)参考点的贝瑞隆差动电流幅值，分别为Ijs1、Ijs2、Ijs3。

步骤3：根据Ijs1、Ijs2和Ijs3计算出本线路的差动电流Icd。

$Icd=\frac{Ijs1+Ijs2+Ijs3}{1.91}$

其中：Ijs1表示距离线路一端线路全长1/6处贝瑞隆差动电流幅值，Ijs2表示距离线路一端线路全长1/2处贝瑞隆差动电流幅值，Ijs3表示距离线路一端线路全长5/6处贝瑞隆差动电流幅值。

步骤4：若计算得到的差动电流达到保护动作边界，则给线路断路器发出跳闸命令，切除故障。

距半波长线路首端17％处发生单相接地故障时，线路不同故障点的计算结果如图2、图3、图4所示。其中，图2为新方法计算出的各相动作量，图3为各相故障点电流幅值，图4为故障相动作量与故障点电流幅值的对比。

此时，新方法得到的故障相动作量为3.97kA，与故障点电流值接近，且与非故障相动作量差别明显。

距半波长线路首端17％处发生两相短路故障时，线路不同故障点的计算结果如图5、图6、图7所示。其中，图5为新方法计算出的各相动作量，图6为各相故障点电流幅值，图7为故障相动作量与故障点电流幅值的对比。

从图2到图7的仿真结果可以看出：对于半波长输电线路，单一固定参考点的贝瑞隆差动保护无法保证计算精度，而本文所提出的新方法能够使保护计算出的动作量与故障点电流基本吻合，且故障相动作量与非故障相动作量区别明显。所以，保护能够很准确地判别故障并区分故障类型，从而使保护可以正确动作并保护线路全长。仿真结果验证了新方法的正确性和可靠性。