[发明专利]并行传输线的距离保护的方法

说明书

本发明关于使用距离继电器而能适用于串联补偿和非补偿电力线两者的并行传输线的距离保护的方法。该方法适合于在架空传输线的电力行业中使用。并行传输线的快速和距离保护对于处理电能分配的电力公司和对于电能的最终用户两者都是非常重要的。快速且可靠的距离保护影响电力系统保护的质量。

距离继电器对作为继电器位点与故障点之间的线路电路距离的函数的线路电压和电流输入信号作出响应并且确定故障发生在端子A与B之间的继电器操作特性区内还是外部。距离继电器的主要优势是继电器的操作区是受保护线路电路阻抗（其是固定常数并且相对独立于电流和电压幅度）的函数。从而，距离继电器具有固定作用范围（fixed reach）。大体上，如果端子L与R之间的受保护线路的线路电路阻抗等于ZL，则继电器操作区特性ZI（常称为第一区）在另外考虑远程侧源阻抗和故障电阻影响的情况下减少到线路电路阻抗ZL的70-85%。由此，确定在阻抗平面处继电器区操作特性。

串联补偿SC被应用于全世界范围的EHV-超高压传输线，其中牵涉长传输距离和大的电力传输。这是增加输电能力、提高电力系统稳定性、减少传输损耗、增强电压控制和灵活电力流控制的有效且经济的手段。然而，这种线路的保护尤其对于并行线路仍引起问题。这是由于串联电容器使故障-环路阻抗移位（其导致使健康线路脱扣）这一事实所造成的。如果故障电流和并联电路电流在相同方向上流动，视在阻抗被高估并且距离继电器将欠作用范围。另一方面，如果故障电流和并联电路电流在相反方向上流动，视在阻抗将被低估并且距离继电器将超作用范围。惯例是在对于使用中的特定排障或非排障保护方案所预测的最坏情况系统条件的基础上设置每个继电器的作用范围。由此，实施将第一区作用范围明显缩减到30-40%而不是70-85%。

距离保护继电器的示例在US专利5367426中描述。该申请基于正序阻抗确定。在该技术方案中，相对于负载模式和测试模式来比较计算的转换成幅度角表示的阻抗。如果计算的阻抗在测试模式内，发送脱扣信号。

利用并联电路的电流结合受保护线路上的电压和电流测量的保护继电器的示例在US专利号US 5956220中描述。在该技术方案中，对于负或零序的电流比率被用于避免对于健康电路上的继电器的互耦效应的不正确补偿。

从专利描述US 5796258已知用于监测至少一个电力传输线离测量位点的预定距离内的故障条件的方法和设备。该专利描述用于确定故障的四边形特性继电器系统并且修改欠作用范围和超作用范围继电器特性。

其他保护继电器系统从专利描述US4896241已知。根据该专利的技术方案描述方向性比较继电系统，其包括在受保护线路段的每个端子处的前视排障继电器。这取决于不同终端之间的通信。

文章“Fault Location of Two-parallel Transmission Line for Non-earth Fault Using One-terminal Data（使用一端数据对非接地故障的双并行传输线的故障定位）”-IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY， IEEE SERVICE CENTER，                                               （Zhang Qingchao等人）描述利用本地数据（其是三个电压和六个电流）的关于并行传输线的故障定位算法。它需要并行线路的线路参数数据。需要此以便消除故障定位计算中的远程端效应。发明的想法还利用仅本地端测量，但在基础计算中不需要线路参数。发明的想法致力于其他形式的应用。

文章“Experimental test results for a parallel transmission lines protection scheme using wavelet transform（使用小波变换的并行传输线保护方案的实验测试结果）”- IEE PROCEEDINGS: GENERATION, TRANSMISSION AND DISTRIBUTION，，描述使用小波变换器用于保护并行线路的方案。这利用线路端处电流和电压两者的测量。另一方面，发明的想法仅利用本地端信息。从而，该文章的概念与在发明的专利申请中描述的不同。