[发明专利]一种基于无损线方程的混合线路距离保护方法

说明书

本发明涉及一种基于无损线方程的混合线路距离保护方法，执行如下步骤：基于输电线路的频域参数，根据输电线路无损线部分的传输方程，得到线路发生不同类型故障时无损线部分的测量电抗表达式；根据输电线路无损线部分呈现的纯电抗特性，作出保护安装处电压、电流的相量图，根据保护安装处电压、电流相量之间的几何关系求出无损线部分的端口电压，然后计算输电线路无损线部分的测量电抗；根据实际距离保护范围需要确定混合线路距离保护的保护范围。

技术领域

本发明涉及一种基于无损线方程的混合线路距离保护方法。

背景技术

常见的混合线路包括电缆-架空混合线路和GIL-架空混合线路，电缆/GIL的电气参数与架空线存在差异，而距离保护的准确性与线路参数相关，因此混合线路沿线参数不均一可能会造成距离保护动作区域变化，严重情况下可能会引起距离保护误动。因此，研究适用于混合线路的距离保护对于保障线路安全运行具有重要的实际意义。

传统架空线路距离保护将线路以集中电阻和电感等效，线路阻抗和线路长度成正比，根据测量得到阻抗的大小判断故障所在位置，从而实现具有一定保护长度范围的线路保护原理。由于此距离保护原理没有考虑特高压线路的分布电容和电缆/GIL区段的参数变化，直接用于混合线路会造成严重的后果。因此，如何根据混合线路的电气参数研究能够准确可靠动作的混合线路距离保护方法，具有重要的实用价值。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种基于无损线方程的混合线路距离保护方法，基于特高压输电线路的无损线传输方程，给出各种故障情况下的测量电抗计算公式，分析得到测量电抗与故障位置的正切值成正相关，根据混合线路各区段电气参数，并结合距离I段和距离II段的保护范围，给出混合线路各段距离保护的整定值计算方法。技术方案如下：

一种基于无损线方程的混合线路距离保护方法，执行如下步骤：

(1)基于输电线路的频域参数，根据输电线路无损线部分的传输方程，推导线路发生不同类型故障时无损线部分的测量电抗表达式：

1)发生相间故障时：

其中X_mab是无损线部分的测量电抗，分别是保护安装处的线电压和线电流，L₁、C₁分别是输电线路单位长度正序电感和正序电容，ω是角频率，l_mf是保护安装处到故障点的距离；

2)发生单相接地故障时：

其中X_ma是无损线部分的测量电抗，分别是保护安装处的A相电压和电流，分别是保护安装处的A相零序电压和零序电流，K_u、K_i分别为零序电压、电流补偿系数，表达式如下：

其中L₀、C₀分别是输电线路单位长度零序电感和零序电容。

(2)根据输电线路无损线部分呈现的纯电抗特性，作出保护安装处电压、电流的相量图，根据保护安装处电压、电流相量之间的几何关系求出无损线部分的端口电压，然后计算输电线路无损线部分的测量电抗：

其中是无损线部分的端口电压，是保护安装处电压，φ_m为保护安装处电压和电流之间的相位差，是保护安装处电压的相位；

(3)根据实际距离保护范围需要确定混合线路距离保护的保护范围，包含三种情况：

1)仅包含架空线：整定时仅考虑架空线的参数，并根据测量电抗表达式中和距离的关系对其进行整定：