[发明专利]一种带并联电抗器的输电线路永久性故障判别方法

说明书

技术领域：

本发明涉及电力系统输电线路继电保护领域，尤其涉及到一种带并联电抗器的输电线路永久性故障判别方法。

背景技术：

自动重合闸技术是确保电力系统稳定和供电连续性的重要举措之一。尤其随着输电电压等级的提高，相间绝缘距离的增大，超高压输电线路故障中超过90％为单相接地短路，而其中80％以上又为瞬时性故障。因此采用单相重合闸技术对于快速恢复供电和维持系统稳定性意义重大。但是当前的单相重合闸都是经固定时间重合，其动作存在盲目性；若重合于永久性故障，则会给电力系统带来比正常短路还要严重的冲击，影响电力系统的安全稳定运行，同时也严重地威胁着主要电气设备的安全。为了最大程度上消除重合于永久性故障时给电力系统带来的危害，必须在重合之前判断线路故障是永久性还是瞬时性，瞬时性故障时重合，永久性故障时不重合，即自适应重合闸。

相关文献对输电线路单相自适应重合闸的永久性故障判别原理作了研究。目前主要有基于故障相电压特性和瞬时性故障电弧特性这两种方法，前者利用了电容耦合电压特性区分瞬时性故障和永久性故障，其灵敏度和耐过渡电阻能力与线路长度密切相关，而由于并联电抗器对于超高压输电线路的补偿作用，断开相电容耦合电压较低，线路电压互感器(TV)难以准确获取该电压，导致电压判别方法无法有效应用；后者主要利用故障暂态高频信号特征来区分瞬时性故障和永久性故障，易受电弧熄弧过程、高频信号获取精度以及故障状态的影响，判别不可靠。目前这两种方法都不能有效用于带并联电抗器的输电线路。

发明内容：

本发明的目的是要提供一种带并联电抗器的输电线路永久性故障判别方法，以克服现有技术存在的不能有效用于带并联电抗器的输电线路的缺点。

为克服现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种带并联电抗器的输电线路永久性故障判别方法，依次包括下述步骤：

1)单相故障发生后，由保护装置选相元件确定故障相；

2)仅利用并联电抗器的电流量与中性点小电抗器电流量构造判据，计算动作值；

3)计算出的动作值小于整定值时，则判为瞬时性故障，重合闸重合动作；计算出的动作值大于整定值时，则判为永久性故障，重合闸不重合。

上述步骤2)中，判据是电流幅值比判别方法：该方法是根据本侧保护获取并联电抗器A、B、C三相电流采样值，进而得出故障相并联电抗器电流相量和中性点小电抗电流相量，并求出其幅值比。

上述步骤2)中，判据是差电流判别方法：该方法是以电弧熄灭后的瞬时性故障模型为计算模型，根据单端电气量求取故障相并联电抗器电流，并计算所求电抗器电流与实测电流之差与中性点小电抗电流量的比值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明的方法避免了利用幅值小、测量精度低的断开相电压，充分地利用了测量精度高的并联电抗器电流量。这主要是因为电抗器保护的电流互感器测量小电流时具有很高的精度，而对于幅值小的断开相电压由线路电压互感器测量存在较大的误差。因此，本发明判别方法较采用电压量的方法来说，判别精度高且可靠。

2.本发明仅仅利用本侧电气量，对侧的电气量根据已知量间接求出，降低了对信号传输通道的要求。同时，在利用本侧电气量求解对侧电气量的过程中，忽略了断开相的影响，简化了计算过程，能够很好地满足对判别的精度要求。

3.本发明提供了两种基于并联电抗器电流量的判别方法。电流幅值比方法用于较短线路的永久性故障判别，判别原理简单，灵敏度和判别精度高；差电流方法由于其补偿了线路的分布电容的影响，因此适用于不同长度的线路的永久性故障判别，尤其是长线路时其灵敏度高于电流幅值比方法。

4.本发明适用于一端、两端带并联电抗器线路，可以作为带并联电抗器输电线路单相自适应重合闸的一个性能完善的故障性质判别元件。原理上不受线路长度、故障点位置、过渡电阻、负荷电流的影响。

附图说明：

图1为瞬时性故障和永久性故障的电流回路示意图；

图2为瞬时性故障下故障相断开后(电弧熄灭后)的π型等值电路；

图3、图4为单相故障性质判别的流程图；

图5为微机保护的硬件结构框图。

具体实施方式：

下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。