專利名稱：一種基于導(dǎo)納原理實(shí)現(xiàn)輸電線路保護(hù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于導(dǎo)納原理實(shí)現(xiàn)輸電線路保護(hù)的方法，屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地涉及輸電線路繼電保護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，輸電線路繼電保護(hù)系統(tǒng)經(jīng)常使用方向高頻保護(hù)、相差高頻保護(hù)及光纖電流差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)。它的拒動(dòng)(應(yīng)動(dòng)作而未動(dòng)作)和誤動(dòng)(不應(yīng)動(dòng)作而動(dòng)作)，都會(huì)造成大面積停電，損壞電力設(shè)備，使電能質(zhì)量不滿足要求，給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失。
傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)，線路分布電容電流對保護(hù)性能有影響。目前電容電流補(bǔ)償?shù)姆椒ê凸收戏至康姆椒ǘ疾荒苋〉煤芎玫男Ч??；趯?dǎo)納原理實(shí)現(xiàn)輸電線路保護(hù)的方法是采用等效導(dǎo)納判斷故障發(fā)生區(qū)內(nèi)還是在區(qū)外進(jìn)而決定是否動(dòng)作跳閘。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服以上保護(hù)方案中的缺陷，提出了一種基于導(dǎo)納原理的輸電線路保護(hù)的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于導(dǎo)納原理實(shí)現(xiàn)輸電線路保護(hù)的方法，包括以下步驟步驟1；被保護(hù)元件如輸電線路兩側(cè)保護(hù)裝置各自對本側(cè)電壓、電流互感器的電壓、電流波形進(jìn)行采樣得到電壓、電流瞬時(shí)值；步驟2；保護(hù)裝置使用電壓、電流采樣值計(jì)算電壓、電流的幅值相角等保護(hù)信息；步驟3；保護(hù)裝置通過光纖通信將本側(cè)電壓、電流計(jì)算結(jié)果告知對側(cè)裝置；步驟4；保護(hù)裝置根據(jù)導(dǎo)納算法對被保護(hù)元件如輸電線路進(jìn)行計(jì)算得到等效導(dǎo)納值Z0；步驟5；將Z0值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定值p進(jìn)行比較。若z0＞p，則是被保護(hù)元件如輸電線路正常運(yùn)行狀態(tài)或區(qū)外故障，保護(hù)裝置不動(dòng)作；若z0＜p，則是被保護(hù)元件如輸電線路區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)裝置動(dòng)作，跳開斷路器，隔離故障元件，保證電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
本發(fā)明的有益效果該方法可以用于對架空輸電線、輸電電纜等重要元件的保護(hù)系統(tǒng)?；趯?dǎo)納原理實(shí)現(xiàn)輸電線路保護(hù)的方法原理上不受分布電容電流的影響，解決了電容電流影響縱聯(lián)保護(hù)的性能問題。該方法對線路故障情況的反應(yīng)靈敏，判據(jù)裕度大、簡單、可靠，能夠完全覆蓋線路的全長，并且具有不受系統(tǒng)振蕩影響的特點(diǎn)；基于導(dǎo)納原理實(shí)現(xiàn)輸電線路保護(hù)的方法不需要與其他保護(hù)算法的配合，減少了中間環(huán)節(jié)，降低了由于不同保護(hù)的相互配合導(dǎo)致的系統(tǒng)復(fù)雜度。隨著電力系統(tǒng)通信技術(shù)的發(fā)展，基于導(dǎo)納原理的輸電線路保護(hù)方法具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明方法的原理模型圖；圖2是本發(fā)明方法的流程示意圖。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式
一種基于導(dǎo)納原理實(shí)現(xiàn)輸電線路保護(hù)的方法，該方法包括步驟被保護(hù)元件如輸電線路(包括架空輸電線路或電纜線路)兩端保護(hù)裝置各自對本側(cè)電壓、電流互感器的輸出波形進(jìn)行采樣得到電壓、電流瞬時(shí)值；各保護(hù)裝置使用電壓、電流采樣值計(jì)算電壓、電流幅值、相角等保護(hù)信息；兩側(cè)保護(hù)裝置通過光纖通信將本側(cè)電壓、電流計(jì)算結(jié)果告知對側(cè)裝置；保護(hù)裝置根據(jù)導(dǎo)納算法對被保護(hù)元件如輸電線路進(jìn)行計(jì)算；若計(jì)算結(jié)果大于一恒定值則是被保護(hù)元件如輸電線路正常運(yùn)行狀態(tài)或區(qū)外故障，保護(hù)裝置不動(dòng)作；若計(jì)算結(jié)果突然降低，小于一恒定值，則是被保護(hù)元件如輸電線路區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)裝置動(dòng)作，跳開斷路器，隔離故障元件，保證電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
圖1是本發(fā)明方法的原理模型圖。如圖1所示，本發(fā)明提出的一種基于導(dǎo)納原理的輸電線路保護(hù)方法，是通過如下的原理模型實(shí)現(xiàn)的分別是輸電線路兩端的電壓、電流，Z0為線路分布電容對地等效阻抗(導(dǎo)納)，Z1、Z2為線路阻抗，Z1+Z2＝Z為線路總阻抗。則有Z0=[(U·2I·1-U·1I·2+I·1I·2(Z1+Z2)]/(I·1-I·2)2]]>由以上推導(dǎo)可以看出，Z0的計(jì)算可以由及總阻抗推導(dǎo)得出，而與其他參數(shù)無關(guān)。特別地計(jì)算時(shí)，只用到Z1+Z2＝Z，而與Z1、Z2的大小無關(guān)。同時(shí)，它不需要在實(shí)現(xiàn)單獨(dú)保護(hù)功能的時(shí)候再配合其他的保護(hù)算法來彌補(bǔ)自身的缺陷。方法判據(jù)如下以輸電線路為例，只要線路內(nèi)部無故障，等效導(dǎo)納Z0與輸電線路兩端的電流、電壓無關(guān)。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，Z0為一恒定值；輸電線路內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)，Z0減小，輸電線路外部發(fā)生短路故障時(shí)，Z0增大。則有判據(jù)如下Z0＜p時(shí)為內(nèi)部故障；Z0＞p時(shí)為正常運(yùn)行或被保護(hù)線路區(qū)外短路。
其中p是等效電容的容抗乘以可靠系數(shù)，p＝kXc，K為可靠系數(shù)，K＜1；
其中Xc，線路等效容抗。
圖2是本發(fā)明方法的流程示意圖。如圖2所示，本發(fā)明提出的一種基于導(dǎo)納原理的輸電線路保護(hù)的方法，所述的方法包括如下步驟首先從步驟S101開始，保護(hù)裝置對本側(cè)所有電壓、電流進(jìn)行采樣，得到電流的瞬時(shí)采樣值存入采樣隊(duì)列。
在步驟S102從采樣隊(duì)列中取得采樣瞬時(shí)值，計(jì)算電壓、電流幅值和相角。
S103步驟實(shí)現(xiàn)線路兩端保護(hù)信息互傳。本側(cè)保護(hù)裝置通過光纖通信，將保護(hù)信息發(fā)送到對側(cè)保護(hù)裝置，并接收對側(cè)保護(hù)裝置發(fā)送來的保護(hù)信息。
S104步驟保護(hù)裝置根據(jù)導(dǎo)納算法對被保護(hù)線路進(jìn)行計(jì)算得到等效導(dǎo)納值Z0。
S105步驟對計(jì)算結(jié)果Z0和預(yù)定值p比較判斷。
若計(jì)算等效導(dǎo)納值Z0＞p，表明是正常運(yùn)行狀態(tài)或區(qū)外故障則進(jìn)入S107步驟閉鎖保護(hù)，然后進(jìn)入S108步驟結(jié)束。
若計(jì)算等效導(dǎo)納值Z0＜p，表明是區(qū)內(nèi)故障則進(jìn)入S106步驟保護(hù)動(dòng)作，跳開斷路器，進(jìn)入S108步驟結(jié)束。
上述的預(yù)定值p是根據(jù)電力系統(tǒng)元件內(nèi)部故障和元件外部故障時(shí)等效導(dǎo)納確定的，一般為等效電容的容抗乘以可靠系數(shù)，p＝kXc，K為可靠系數(shù)，K＜1。
由于在本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)上述方法是由具體裝置的構(gòu)成，例如對電壓電流波形進(jìn)行采樣得到瞬時(shí)值、利用通信通道互傳保護(hù)信息、計(jì)算等效導(dǎo)納以及判斷等效導(dǎo)納是否正常都可以由現(xiàn)有技術(shù)中的各個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)，因此，上述的裝置在這里沒有必要進(jìn)一步描述。本發(fā)明是一種基于導(dǎo)納原理實(shí)現(xiàn)輸電線路保護(hù)的方法，可以用于對架空輸電線、輸電電纜等重要元件的保護(hù)系統(tǒng)。
根據(jù)上述的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的方法的各個(gè)步驟進(jìn)行合并或分解，這些具體的變化都應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明權(quán)利要求書限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于導(dǎo)納原理實(shí)現(xiàn)輸電線路保護(hù)的方法，其特征在于包括以下步驟步驟1；被保護(hù)元件輸電線路兩側(cè)保護(hù)裝置各自對本側(cè)電壓、電流互感器的電壓、電流波形進(jìn)行采樣得到電壓、電流瞬時(shí)值；步驟2；兩側(cè)保護(hù)裝置使用電壓、電流采樣值計(jì)算電壓、電流的幅值相角等保護(hù)信息；步驟3；兩側(cè)保護(hù)裝置通過光纖通信將本側(cè)電壓、電流計(jì)算結(jié)果告知對側(cè)裝置；步驟4；保護(hù)裝置根據(jù)導(dǎo)納算法對被保護(hù)元件如輸電線路進(jìn)行計(jì)算得到等效導(dǎo)納值Z0；步驟5；將Z0值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定值p進(jìn)行比較。若z0＞p，則是被保護(hù)元件如輸電線路正常運(yùn)行狀態(tài)或區(qū)外故障，保護(hù)裝置不動(dòng)作；若z0＜p，則是被保護(hù)元件如輸電線路區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)裝置動(dòng)作，跳開斷路器，隔離故障元件，保證電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于導(dǎo)納原理實(shí)現(xiàn)輸電線路保護(hù)的方法，其特征是所述的預(yù)定值p是根據(jù)電力系統(tǒng)元件內(nèi)部故障和元件外部故障時(shí)等效導(dǎo)納確定的，一般為等效電容的容抗乘以可靠系數(shù)，p＝kXc，K為可靠系數(shù)，K＜1。
全文摘要
一種基于導(dǎo)納原理實(shí)現(xiàn)輸電線路保護(hù)的方法，被保護(hù)元件如輸電線路兩端保護(hù)裝置使用電壓、電流采樣值計(jì)算電壓、電流幅值和相角等保護(hù)信息；兩側(cè)保護(hù)裝置通過光纖通信將本側(cè)電壓、電流計(jì)算結(jié)果告知對側(cè)裝置；根據(jù)導(dǎo)納算法對被保護(hù)元件如輸電線路進(jìn)行計(jì)算；若計(jì)算結(jié)果大于一恒定值則是被保護(hù)元件如輸電線路正常運(yùn)行狀態(tài)或區(qū)外故障，保護(hù)裝置不動(dòng)作；若計(jì)算結(jié)果突然降低，小于一恒定值則是被保護(hù)元件如輸電線路區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)裝置動(dòng)作，跳開斷路器，隔離故障元件，保證電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行。該方法可以用于對架空輸電線、輸電電纜等重要元件的保護(hù)系統(tǒng)。對線路故障情況的反應(yīng)靈敏，不受系統(tǒng)振蕩影響、不受線路分布電容影響。
文檔編號(hào)H02H7/26GK101068079SQ20071011903
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月18日
發(fā)明者和敬涵, 李靜正, 張 浩 申請人:北京交通大學(xué)