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专利名称：一种用于同塔并架双回线的综合选相方法
技术领域：
本发明涉及电力系统的继电保护领域，特别涉及输电网中的同塔并架双回输电线路的故障选相方法。
背景技术：
同塔双回线具有投资少、节约土地及单位走廊、输送容量大等优点，目前在我国 220kV及以上电压等级的输电网中得到广泛应用。同塔双回线的故障非常复杂，从故障种类看共有120种，包括单回线故障22种，跨线故障98种。按照主保护双重化的要求，同塔双回线除了装设使用单回线电量的两套分相纵联差动保护并联出口之外，还需要装设第二原理的主保护，如纵联距离或方向等。此外，还需要采用三段式距离及零序保护作为后备。而第二原理主保护和后备保护本身均不具备选相功能，需要在保护中设置单独的选相元件，当线路上发生故障时，保护的跳闸相别取决于选相元件和保护中测量元件的共同动作结果。 由于同塔双回线不仅相与相之间有互感，相邻两线间还有线间互感，使得其故障特性与单回线大不相同。因此，要实现选相跳闸，无疑对保护的选相元件提出了极高要求。常用的选相原理主要有两类，突变量选相和稳态故障量选相。相电流差突变量选相原理[1_2]通过比较三个相电流差故障前后的突变量数值来判断故障类型，常用于单回线路中作为选相元件，其用于同塔双回线的动作特性需要研究。文献[3]给出了一种使用相电流突变量结合零序电流比较的选相方法，特性类似相电差突变量选相。稳态故障量选相原理主要有阻抗选相，电压选相，序电流选相等。阻抗选相[2]依据阻抗元件的测量结果来确认故障相，在单回线的大多数故障下能正确选相，但受故障点过渡电阻的影响较大；应用于同塔双回线时要采用同时计算6个阻抗测量元件的方法来判断故障相，一般情况下发生跨线故障时可正确选相，但计算量太大，且无法判出出口跨线故障类型(此时两相或三相电压为零)。电压选相[2’4]用于同塔双回线时它无法区别是单回线内的相间故障还是跨线故障。序电压选相采用电压序分量的相对相位关系进行选相，具有零序负序电流选相的优点，也同样具有前述电压选相元件的缺点。零序负序电流选相[6 7]是采用故障电流序分量相对相位关系的选相原理，具有受故障过渡电阻的影响较小且不受负荷电流影响的优点，但用于同塔双回线会误选相。综上所述，通过对同塔双回线的故障特征进行分析，发明适用于同塔双回线的选相新方案具有重要的理论意义和实用价值。参考文献[1]葛耀中，新型继电保护与故障测距原理与技术，西安西安交通大学出版社， 1996[2]朱声石，高压电网继电保护原理与技术，北京中国电力出版社，1995[3]索南加乐，刘东，同杆并架输电线路跨线故障识别元件，电力系统自动化，2007 年第31卷第1期，1月10日[4]俞波，杨奇逊，同杆并架双回线保护选相元件研究，中国电机工程学报，第23卷第4期，2003年4月[5]武在前，220kV同杆双回线继电保护方案的研究太原理工大学硕士学位论， 2004. 5[6]唐宝锋，输电线路故障选相新方法的研究华北电力大学硕士学位论文 2004. 12[7]林湘宁，刘沛，杨春明等，基于相关分析的故障序分量选相元件，中国电机工程学报，2002，22 (5)

发明内容
针对同塔双回线的故障选相这一技术难题，本发明提出一种选相功能完善、动作速度快的选相方法，为同塔双回线的第二主保护和后备保护提供有效的选相方案，为保证输电网的安全稳定运行提供技术支撑。本发明的技术方案如下一种用于同塔并架双回线的综合选相方法，在双回线发生故障时采用下列的选相方法α)利用六序分量法消去各相量之间的互感电流，得到/;，/；0, /；, iFl, iT'2m
六序分量，TpT1和T2分别代表同零序、同正序和同负序量；Fd1和F2分别代表反零序、 反正序和反负序量；(2)依据}⑶的幅值是否为零区分出接地故障和不接地故障，当}⑶幅为零判为接地故障；否则判为不接地故障，在接地故障和不接地故障中，分别依据下面的步骤3-6选出故障相；(3)根据单回线故障的特征Ifi Φ 0、非同名相跨线故障的特征Ifci Φ 0以及同名相跨线故障的特征Ifi = 0，区分出非同名相跨线故障、单回线故障和同名相线故障；(4)对于单回线故障(如IAG)，先根据同向的正负零序分量超前于反向的正负零序分量的相角是0°还是为180°从两条线路中选出故障线；在正确选线后，根据负
序、零序电流选相原理进行选相，选相的动作条件如下-60°<argf <60°时，选A相， 60。<argf <180。时，选 B 相，180。<arg#<300。时，选 C 相；(5)对于同名相的跨线故障(如IBCIIBC)，当argOV^的值位于0 °， 120°，-120°对称三角形上时，是单同名相跨线故障；当Mg(IVT1)的值位于-60°，60°， 180°对称三角形上时，为双同名相跨线故障；否则，为全相跨线故障；(6)对于非同名相的跨线故障(如IBCIIB)，如果相间电压同时降低，则判为对称跨线故障；否则，判断发生不对称的跨线故障，之后，按照下面的步骤选相对于非对称跨线故障，如果是两线两相故障，根据arg存。/^,,argi^/龟两个值各自满足的关系即表1，确定故障相；对于两线多相故障，利用&明存。/序2,呵存1/系两个值相结合，即表2，判断出故障相分别在哪条线路上。对于对称跨线故障，依据表3、表4和表5， 利用呵氟/展，呵冬/系,argi|2/序2,arg4/^四个量中的不同两个量组合选出故障相。
表1两线两相的跨线故障
权利要求
1. 一种用于同塔并架双回线的综合选相方法，在双回线发生故障时采用下列的选相方法(1)利用六序分量法消去各相量之间的互感电流，得到/;，iF0, η, iFl, 和/六序分量，T0, T1和T2分别代表同零序、同正序和同负序量；Fp F1和F2分别代表反零序、反正序和反负序量；(2)依据}⑶的幅值是否为零区分出接地故障和不接地故障，当}⑶幅为零判为接地故障；否则判为不接地故障，在接地故障和不接地故障中，分别依据下面的步骤3-6选出故障相；(3)根据单回线故障的特征IfiΦ 0、非同名相跨线故障的特征Iro Φ 0以及同名相跨线故障的特征Ifi = 0，区分出非同名相跨线故障、单回线故障和同名相线故障；(4)对于单回线故障(如IAG)，先根据同向的正负零序分量超前于反向的正负零序分量的相角是0°还是为180°从两条线路中选出故障线；在正确选线后，根据负序、零序电流选相原理进行选相，选相的动作条件如下-60°<argf <60°时，选A相，60。<argf <180。时，选 B 相，180。<arg#<300。时，选 C 相；(5)对于同名相的跨线故障(如IBCIIBC)，当Mg(IVT1)的值位于0°，120°，-120° 对称三角形上时，是单同名相跨线故障；当argOVTi)的值位于-60°，60°，180°对称三角形上时，为双同名相跨线故障；否则，为全相跨线故障；(6)对于非同名相的跨线故障(如IBCIIB)，如果相问电压同时降低，则判为对称跨线故障；否则，判断发生不对称的跨线故障，之后，按照下面的步骤选相对于非对称跨线故障，如果是两线两相故障，根据arg存。龟两个值各自满足的关系即表1，确定故障相；对于两线多相故障，利用&明存。/序2,呵存1/系两个值相结合， 即表2，判断出故障相分别在哪条线路上；对于对称跨线故障，依据表3、表4和表5，利用呵氟/展，呵冬/系,argi|2/序2,arg4/^四个量中的不同两个量组合选出故障相。 表1两线两相的跨线故障
全文摘要
本发明涉及继电保护技术领域，涉及一种用于同塔并架双回线的综合选相方法利用六序分量法消去各相量之间的互感电流；依据变换后的六序分量，首先区分出接地故障和不接地故障，再依据下面的步骤选出故障相根据单回线故障、非同名相跨线故障及同名相跨线故障的电流幅值特征，区分出非同名相跨线故障、单回线故障和同名相线故障；对于单回线故障先根据同向的正负零序分量超前于反向的正负零序分量的相角是0°还是为180°从两条线路中选出故障线，之后再根据负序、零序电流选相原理进行选相；对于同名相和非同名相的跨线故障分别判断故障类型。本发明可以弥补目前应用于双回线上的其他选相方法选相功能不全面甚至误选相的弊端。
文档编号G01R31/08GK102279345SQ20111005675
公开日2011年12月14日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者张艳霞, 李首宇 申请人:天津大学