一種同桿雙回線時域電容電流補償方法技術

本發明專利技術涉及線路微機縱聯保護領域，具體涉及同桿雙回輸電線路縱聯保護的研究領域，進一步涉及一種同桿雙回線時域電容電流補償方法。本發明專利技術通過建立同桿雙回線六相間的靜電耦合模型，在時域中分相計算補償各相對地和相間電容電流。該方法不僅可以補償本回線對地和相間的分布電容電流，還可以有效補償兩回線間的電容電流，不僅能補償穩態電容電流，還可以補償暫態電容電流，大大提高了同桿雙回線上電流差動保護的性能。且該方法只使用本回線的電氣量，而無需引入另回線的電流信息，裝置接線簡單，計算量較小，可以直接應用在現有的同桿雙回線保護裝置中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及線路微機縱聯保護領域，具體涉及同桿雙回輸電線路縱聯保 護的研究領域，進一步涉及。
技術介紹
輸電線路是電力系統中最大的電力元件，也是故障率較高的元件。由于 它在傳輸電力以及聯絡系統中的重要作用，其主保護通常選用可以全線速動 的縱聯保護如廣泛使用的電流差動保護。而對于超、特高壓遠距離輸電線路， 分布電容電流很大，這是影響電流差動保護性能的主要因素。針對分布電容電流影響電流差動保護的問題，目前主要有兩種解決方法: 一、采用新的不受分布電容電流影響的保護原理，這些新的保護原理通 常需要更高的采樣頻率，更好的互感器傳變性能，或者對通信通道有著很高 的要求，往往很難在現有的保護裝置中使用，由于系統對保護可靠性的嚴格 要求，新原理往往需要經過反復檢驗后才能在實際中應用；例如當采用 Bergeron模型時，分布電容電流的影響甚至不用考慮。而基于現有保護裝置的采樣速率和通信通道，使用對分布參數線路有較好近似的集中參數n模型，進行電容電流的補償，就能夠較好的滿足實際需要，因此得到了廣泛應用。 二、用電容電流補償技術，來改進現有的電流差動保護的性能。如(1) 利用并聯電抗器來補償分布電容電流。該方法受并聯電抗器運行方 式的影響，且通常為欠補償，只能部分補償穩態電容電流。(2) 利用電容電流補償算法來減小分布電容電流的影響。該方法分為穩 態相量補償法和模量時域補償法，前者只能補償穩態電容電流，后者則可以 同時補償暫態電容電流。實際輸電線路一般同時采用并聯電抗器加電容電流補償算法，來減小分布電容電流對線路差動保護的影響。 一般的步驟如下首先利用微機保護的存貯和計算功能，在保護裝置得到本端電壓值和兩端的同步電流值；然后利 用提供的補償算法進行電流補償；最后完成分相電流差動保護。但由于在該 操作過程中，目前所有的補償算法都只針對單回線路，只能補償單回線相間 和對地的分布電容電流。將單回線的電容電流補償方法應用在同桿雙回線上 時，因無法補償兩回線間的分布電容電流，因此補償效果有限，還是無法達 到理想的電流差動保護性能。
技術實現思路
本專利技術要提供，以克服現有技術 存在的補償效果有限，無法達到理想的電流差動保護性能的不足之處。為了克服現有技術存在的問題，本專利技術提供了一種同桿雙回線時域電容 電流補償方法，該方法包括下面的步驟(一) 建立等效電路模型該模型采用n型電路等效雙回線相間和線間的靜電與電磁耦合效應；(二) 根據等效電路模型確定兩側回路的補償電流 M側I回線C相補償后的電流為<formula>formula see original document page 4</formula>N側I回線C相補償后的電流為<formula>formula see original document page 4</formula>在公式(l)和(2)中，c二、 c^和c;分別表示線間、相間和對地的等效電容，^為本相的等效自阻抗，A表示相間和線間電磁耦合的等效電動勢；c^c,+3(c;+cj為雙回線線模電容，3^。=^+"^+"^， 3W 。=^+Mflfl+MnC， t^、%、 "W和"M、 "M、 ""c;分別為線路兩端的三相電壓。本專利技術的原理是通過建立同桿雙回線六相間的靜電耦合模型，在時域中分相計算補償各相對地和相間電容電流。該補償方法只決定于同桿雙回線的線路結構，與負荷電流及故障電流大小無關。因此與現有的保護技術相比，本專利技術具有以下優點(1) 本專利技術提供的方法不僅可以補償本回線對地和相間的分布電容電流，還可以有效補償兩回線間的電容電流，不僅能補償穩態電容電流，還可以補償暫態電容電流，大大提高了同桿雙回線上電流差動保護的性能。該方法只需使用本回線的電氣量，而無需引入另回線的電流信息，裝置接線簡單，可以直接應用在現有的同桿雙回線保護裝置中。(2) 本方法工作于時域電容電流，不僅可以補償同桿雙回線的穩態電容電流，還可以補償其暫態電容電流；(3) 本方法只使用本回線的電氣量做補償運算，計算量小，無需使用另回線電流信息，避免了保護裝置的復雜接線，在改進現有電流差動保護靈敏度的同時，也增強了保護的可靠性。(4) 本專利技術的方法補償效果好，可達到理想的電流差動保護性能，靈敏度和可靠性都得到明顯的提高。附圖說明圖i為同桿雙回線m側i回線c相的n型等效電路具體實施例方式下面結合將結合附圖以及專利技術人完成的實施，對本專利技術作進一步詳細說明。本專利技術提供的，包括下面的步驟:(一) 建立等效電路模型該模型采用n型電路等效雙回線相間和線間的靜電與電磁耦合效應；(二) 根據等效電路模型確定兩側回路的補償電流M側I回線C相補償后的電流為-;'一； C一mc f二 , CM、c/(MmC_0 ^C二 C 氛c-。mC 2 &2 &ci氣c , C二+C加3氣。mC2 c/f2 &N側I回線C相補償后的電流為/' =/G < , C二《3《 ("^ 2 &2 d在公式(1)和(2)中，C二、 g和C,分別表示線間、相間和對地的等效電容，^為本相的等效自阻抗，a表示相間和線間電磁耦合的等效電動勢；Q-C,+3(C:+。為雙回線線模電容，3^。=^+^+"^ 3""。=^+^+^, "^、"m、 c和^、 "《分別為線路兩端的三相電壓。下面將提供具體的應用實例一、首先利用線路本側的電流互感器(TA)和電壓互感器(TV),采集電壓電流信號，并通過微機保護的前向通道得到本端(以m端為例)電壓采樣值"啦(0,"勵(a"(a…^。(z' + W),tu(!' + AO,iUi + Ar)…，以及本端電流采樣值n(au'-),…""AO,!'n(z'+Ao…(注！'-O對應于故障起始時刻，再通過專用或復用的通信通道，將本端的電流信息，傳遞到對端保護裝置并完成同步。對于線路兩端帶并聯電抗器的情形，上述電流采樣值應補償本端并聯電抗器的分流，并以補償后的電流c。(!')，。(!vl(!v，'c。("w)，c(''+w)，c(!'+w) 代替原電流采樣值u!vmA(!')，uo,-u(z'+Aa/mA(!'+Ao,"/+w》-，傳遞到對端并進行后續的電容電流補償計算和電流差動保護判據的計算。以m端a相為例，具體補償并聯電抗器分流的方法如下c(o-^/)-t，.A。其中，h為采樣時間間隔，r為本端a相線路并聯電抗器對應的電感值。廣泛使用的分相電流相量差動保護判據具有如下形式:crf/—一J(3)(4)其中，^為差動電流，4為制動電流，K為制動系數整定值。利用微機保護的存貯和計算功能，在保護裝置得到本端電壓值和兩端的同步電流值后可進行下一步驟。二、然后利用本專利技術公開的方法作同桿雙回線電容電流補償依據本專利技術提供的公式(1)、 (2)，將線路兩端各相電流采樣值u'vmA(a"'v.L("Ao，u(z'+iv),u/+iv》..&ua"(!')，"!')，…ai'+Ao，u"AO,ai+外"分別進行微分計算，得到各相補償后的電流/:^'),0(0,乙(0,"乂。("^:^+#),/二(/+^》..及c (o, c o.)， c (,),... c +c +4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種同桿雙回線時域電容電流補償方法，該方法包括下面的步驟：　（一）建立等效電路模型：該模型采用П型電路等效雙回線相間和線間的靜電與電磁耦合效應；　（二）根據等效電路模型確定兩側回路的補償電流：　Ｍ側Ｉ回線Ｃ相補償后的電流為 ：　ｉ′↓［ｍＣ］＝ｉ↓［ｍＣ］－Ｃ↓［ｓ］／２　ｄｕ↓［ｍＣ］／ｄｔ－（Ｃ′↓［ｍ］／２＋Ｃ↓［ｍ］／２）ｄ（ｕ↓［ｍＣ］－ｕ↓［ｍＡ］）／ｄｔ－（Ｃ′↓［ｍ］／２＋Ｃ↓［ｍ］／２）ｄ（ｕ↓［ｍＣ］－ｕ↓［ｍＢ］）／ｄｔ＝ｉ↓［ｍ Ｃ］－［Ｃ↓［ｓ］＋３（Ｃ′↓［ｍ］＋Ｃ↓［ｍ］）］／２　ｄｕ↓［ｍＣ］／ｄｔ＋（Ｃ′↓［ｍ］＋Ｃ↓［ｍ］）／２　３ｄｕ↓［０］／ｄｔ＝ｉ↓［ｍＣ］－Ｃ↓［Ｌ］／２　ｄｕ↓［ｍＣ］／ｄｔ＋（Ｃ′↓［ｍ］＋Ｃ↓［ｍ］）／２　３ｄｕ↓［ ｍ０］／ｄｔ　（１）　Ｎ側Ｉ回線Ｃ相補償后的電流為：　ｉ′↓［ｎＣ］＝ｉ↓［ｎＣ］－Ｃ↓［Ｌ］／２　ｄｕ↓［ｎＣ］／ｄｔ＋（Ｃ′↓［ｍ］＋Ｃ↓［ｍ］）／２　３ｄｕ↓［ｎ０］／ｄｔ　（２）　在公式（１）和（２）中，Ｃ ′↓［ｍ］、Ｃ↓［ｍ］和Ｃ↓［ｓ］分別表示線間、相間和對地的等效電容，Ｚ↓［ｓ］為本相的等效自阻抗，Ｅ表示相間和線間電磁耦合的等效電動勢；Ｃ↓［Ｌ］＝Ｃ↓［ｓ］＋３（Ｃ′↓［ｍ］＋Ｃ↓［ｍ］）為雙回線線模電容，３ｕ↓［ｍ０］＝ｕ↓［ｍＡ］＋ｕ↓［ｍＢ］＋ｕ↓［ｍＣ］，３ｕ↓［ｎ０］＝ｕ↓［ｎＡ］＋ｕ↓［ｎＢ］＋ｕ↓［ｎＣ］，ｕ↓［ｍＡ］、ｕ↓［ｍＢ］、ｕ↓［ｍＣ］和ｕ↓［ｎＡ］、ｕ↓［ｎＢ］、ｕ↓［ｎＣ］分別為線路兩端的三相電壓。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈黎明，楊忠禮，姚永峰，索南加樂，宋國兵，
申請(專利權)人：河南省電力公司新鄉供電公司，索南加樂，宋國兵，
類型：發明
國別省市：41[中國|河南]