本發(fā)明涉及一種電壓補(bǔ)償?shù)妮旊娋€路縱聯(lián)零序保護(hù)方法，適用于輸電線路縱聯(lián)零序保護(hù)，使輸電線路縱聯(lián)零序保護(hù)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)能夠正確動(dòng)作，區(qū)外故障可靠不誤動(dòng)。

背景技術(shù)：

輸電線路是電網(wǎng)電能傳輸?shù)闹匾O(shè)備，輸電線路的安全運(yùn)行不僅與社會(huì)生活密切相關(guān)，而且關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。繼電保護(hù)作為電網(wǎng)的第一道防線對(duì)輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用。目前，電網(wǎng)中輸電線路的保護(hù)裝置主要以縱聯(lián)距離、縱聯(lián)零序以及縱差保護(hù)為主保護(hù)，同時(shí)配置距離、零序等后備保護(hù)。對(duì)于縱聯(lián)零序保護(hù)，在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生高阻接地故障時(shí)由于保護(hù)安裝處零序電壓過(guò)小導(dǎo)致縱聯(lián)零序保護(hù)不能啟動(dòng)的技術(shù)問(wèn)題仍沒(méi)有較好的解決方法；另外對(duì)于同塔雙回輸電線路在保護(hù)區(qū)外發(fā)生相間故障時(shí)，有可能發(fā)生輸電線路縱聯(lián)零序保護(hù)的誤動(dòng)作。為保證輸電線路縱聯(lián)零序保護(hù)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)能夠正確可靠發(fā)出跳閘命令，區(qū)外故障時(shí)縱聯(lián)零序保護(hù)能夠可靠不誤動(dòng)，需要對(duì)輸電線路縱聯(lián)零序保護(hù)方法進(jìn)行全面分析研究，提出可靠性更高的保護(hù)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種電壓補(bǔ)償?shù)妮旊娋€路縱聯(lián)零序保護(hù)方法，適用于輸電線路縱聯(lián)零序保護(hù)，解決了輸電線路由于導(dǎo)線間互感的存在，導(dǎo)致輸電線路的縱聯(lián)零序保護(hù)在保護(hù)區(qū)外相間故障時(shí)出現(xiàn)誤動(dòng)作的技術(shù)難題，解決了保護(hù)區(qū)內(nèi)高阻接地故障時(shí)零序保護(hù)靈敏度低的技術(shù)難題。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問(wèn)題的：

一種電壓補(bǔ)償?shù)妮旊娋€路縱聯(lián)零序保護(hù)方法，包括以下步驟：

第一步、輸電線路M、N兩端的保護(hù)裝置分別對(duì)本端保護(hù)安裝處的電壓互感器的電壓和電流互感器的電流進(jìn)行采樣，得到電壓、電流瞬時(shí)值；

第二步、對(duì)采樣得到的電壓、電流瞬時(shí)值，利用傅里葉算法計(jì)算出輸電線路保護(hù)安裝處的基波故障電壓幅值、故障電流幅值及其相位角；

第三步、根據(jù)第二步計(jì)算出的故障電壓、電流幅值及其相位角，利用正、負(fù)、零序計(jì)算公式計(jì)算出輸電線路保護(hù)安裝處的零序電壓幅值3U₀、零序電流幅值3I₀負(fù)序電壓幅值U₂、負(fù)序電流幅值I₂及其相位夾角θ₂；

第四步、如M端保護(hù)采樣電流滿足整定的零序電流啟動(dòng)元件動(dòng)作時(shí)，對(duì)負(fù)序電壓、電流的相位夾角θ₂進(jìn)行判別；

第五步、當(dāng)175°<θ₂<325°時(shí)，對(duì)零序電壓進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償公式如下：

；

Z_xl為所保護(hù)輸電線路的阻抗；

第六步、當(dāng)補(bǔ)償后的零序電壓幅值3U₀^’>0.5V時(shí)，判別補(bǔ)償后的零序電壓相量與零序電流相量3I₀之間相位夾角θ₀^’，當(dāng)θ₀^’滿足175°<θ₀^’<325°條件時(shí)，判定為區(qū)內(nèi)故障，向輸電線路N端保護(hù)裝置發(fā)出允許跳閘信號(hào)；

第七步、當(dāng)N端保護(hù)裝置收到M端發(fā)來(lái)的允許跳閘信號(hào)且本端也滿足第四步到第六步條件時(shí)，發(fā)出輸電線路斷路器跳閘命令，同時(shí)向M端保護(hù)裝置發(fā)出允許跳閘信號(hào)；M端在收到N端發(fā)來(lái)的允許跳閘信號(hào)后，發(fā)出本端斷路器的跳閘命令。

本發(fā)明解決了現(xiàn)有輸電線路縱聯(lián)零序保護(hù)區(qū)外相間故障時(shí)誤動(dòng)作以及保護(hù)區(qū)內(nèi)高阻接地故障時(shí)零序保護(hù)靈敏度低的技術(shù)難題。為輸電線路縱聯(lián)零序保護(hù)提供了一種可靠的實(shí)現(xiàn)方法，保障了輸電線路和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

一種電壓補(bǔ)償?shù)妮旊娋€路縱聯(lián)零序保護(hù)方法，包括以下步驟：

第一步、輸電線路M、N兩端的保護(hù)裝置分別對(duì)本端保護(hù)安裝處的電壓互感器的電壓和電流互感器的電流進(jìn)行采樣，得到電壓、電流瞬時(shí)值；

第二步、對(duì)采樣得到的電壓、電流瞬時(shí)值，利用傅里葉算法計(jì)算出輸電線路保護(hù)安裝處的基波故障電壓幅值、故障電流幅值及其相位角；

第三步、根據(jù)第二步計(jì)算出的故障電壓、電流幅值及其相位角，利用正、負(fù)、零序計(jì)算公式計(jì)算出輸電線路保護(hù)安裝處的零序電壓幅值3U₀、零序電流幅值3I₀負(fù)序電壓幅值U₂、負(fù)序電流幅值I₂及其相位夾角θ₂；

第四步、如M端保護(hù)采樣電流滿足整定的零序電流啟動(dòng)元件動(dòng)作時(shí)，對(duì)負(fù)序電壓、電流的相位夾角θ₂進(jìn)行判別；

第五步、當(dāng)175°<θ₂<325°時(shí)，對(duì)零序電壓進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償公式如下：

；

Z_xl為所保護(hù)輸電線路的阻抗；

第六步、當(dāng)補(bǔ)償后的零序電壓幅值3U₀^’>0.5V時(shí)，判別補(bǔ)償后的零序電壓相量與零序電流相量3I₀之間相位夾角θ₀^’，當(dāng)θ₀^’滿足175°<θ₀^’<325°條件時(shí)，判定為區(qū)內(nèi)故障，向輸電線路N端保護(hù)裝置發(fā)出允許跳閘信號(hào)；

第七步、當(dāng)N端保護(hù)裝置收到M端發(fā)來(lái)的允許跳閘信號(hào)且本端也滿足第四步到第六步條件時(shí)，發(fā)出輸電線路斷路器跳閘命令，同時(shí)向M端保護(hù)裝置發(fā)出允許跳閘信號(hào)；M端在收到N端發(fā)來(lái)的允許跳閘信號(hào)后，發(fā)出本端斷路器的跳閘命令。

本發(fā)明公開(kāi)了一種電壓補(bǔ)償?shù)妮旊娋€路縱聯(lián)零序保護(hù)方法。本發(fā)明方法在輸電線路發(fā)生故障保護(hù)裝置啟動(dòng)后，當(dāng)一端負(fù)序電壓、電流相量之間相位夾角θ₂滿足175°<θ₂<325°時(shí)，投入零序電壓補(bǔ)償（零序電流與輸電線路全線阻抗一半的乘積）；當(dāng)補(bǔ)償后的零序電壓幅值3U₀^’>0.5V時(shí)，且補(bǔ)償后的零序電壓相量與零序電流相量之間相位夾角θ₀^’滿足175°<θ₀^’<325°條件時(shí)，判別為區(qū)內(nèi)外故障，向輸電線路對(duì)端發(fā)出允許跳閘信號(hào)，當(dāng)對(duì)端保護(hù)同樣滿足以上條件時(shí)，在向本端斷路器發(fā)出跳閘命令同時(shí)向?qū)Χ税l(fā)出允許跳閘信號(hào)，這樣在區(qū)內(nèi)故障時(shí)兩端斷路器均能夠斷開(kāi)本端斷路器。本發(fā)明方法克服了區(qū)外相間故障時(shí)保護(hù)裝置的誤動(dòng)以及因高阻接地導(dǎo)致零序電壓過(guò)低使得縱聯(lián)零序保護(hù)不能啟動(dòng)的技術(shù)難題，使輸電線路在保護(hù)區(qū)內(nèi)各種短路故障情況下保護(hù)裝置均能夠正確可靠動(dòng)作，區(qū)外各種相間故障時(shí)保護(hù)裝置不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。

將電壓、電流采樣數(shù)據(jù)，進(jìn)行全周傅立葉濾波，濾出基波電壓、電流幅值及相角?；妷?、電流幅值及相角的計(jì)算方法如下：

以電流為例，設(shè)每周期采樣N點(diǎn)，則一周內(nèi)各點(diǎn)采樣點(diǎn)分別為0，1，…，N-1，對(duì)應(yīng)的采樣值就是這些點(diǎn)上的i(t)電流值i(0)，i(1)，…，i(N-1)。根據(jù)如下傅立葉變換公式：

；

；

其中：T_S為采樣間隔，與采樣頻率f_s的關(guān)系為T(mén)_S=1/f_s；ωT_S為一個(gè)采樣間隔對(duì)應(yīng)的相角，ωT_S=2π/N；N為一個(gè)周波采樣的點(diǎn)數(shù)；

利用上述方法求出基波的正弦系數(shù)后，則基波分量的復(fù)數(shù)形式為:

；

幅值為：

；

相角為：

；

以上方法可求得單相基波電流的幅值和相角，同樣方法可以求得A、B、C三相基波電壓、電流的幅值和相角。

輸電線路保護(hù)安裝處的正、負(fù)、零序電壓、電流的計(jì)算方法，是利用了電磁暫態(tài)計(jì)算法，每條輸電線路的正、負(fù)、零序電壓、電流計(jì)算方法如下：

；

；

其中：a=e¹²⁰°為矢量運(yùn)算因子。