基于分布参数模型的特高压双回线路故障分量接地距离保护

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1、基于分布参数檩型的特高压双回线路故喧分星接地距离保护侯仰栋．桑乐(1．华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003；2．绍兴供电公司，浙江绍兴312000)摘要：特高压交流同杆双回输电线路分布电容大、传输距离远，呈显著的分布参数特性，传统距离元件应用于特高压双回线路时存在原理性缺陷。基于分布参数模型和六序分量法，理论分析和推导了新的特高压双回线路单相接地距离元件测量阻抗的计算表达式，并且应用到故障分量距离继电器中。EMTP仿真验证了新的距离保护算法在特高压双回长线路上应用的正确性与有效性。关键词：距离保护；特高压双回输电线路；六序分量法；分布参数；故障分量距离继电器中

2、图分类号：TM773文献标志码：A文章编号：1673—7598(2008)12—0059—050引言1基本原理同杆双回线路共用杆塔，具有占地少、节省线路1．1故障分量距离保护走廊、减少资金投人和缩短建设工期等优点。因此这比幅式故障分量距离保护的通用动作判据种输电线结构一直受到重视．已逐渐成为包括超高为：压在内的电能传输的主要方式，也必将成为特高压U'-KUl0l，I≥JJ(1)的发展趋势式中：表示故障后的补偿电压；lnl表示故障前的特高压交流输电线路电压等级高、线路长、分布电容大、波阻抗小、故障后波过程明显l-2]。对于继电补偿电压，下标“’表示该量是故障前的量；K为实保护而

3、言，故障分析与保护算法设计必须基于分布系数，K-1时，为常用的工频变化量距离继电器，=参数模型进行，传统的基于集中参数模型的保护算0．5时，为故障分量电抗继电器。法存在原理性的缺陷1。特高压输电线路将是联系对于接地故障：区域电网与全国统一电网的骨架，其安全可靠运行=一(，+31o)(2)对于全系统起着决定性的作用，因此，对保护的动作式中：=A，B，C；为整定阻抗；K为线路零序电流翔速度和可靠性提出了更高的要求。故障分量距离继0∽补偿系数，K。=；、分别为忽略线路分布电龆电器不受正常负荷、系统震荡和两相运行的影响。其j10突出的优点是简单可靠和安全速动，因而得到了广容、电导后单

4、位线路的零序、正序阻抗。蜚。》泛的研究和应用l4_81。甚至作为特高压输电线路的主1．2分布参数特性岛簖及相序变换眵∞保护[91。但是，传统的故障分量接地距离保护在应用特高压输电线路需要考虑线路的分布参数特e狮到特高压双回线路中受分布电容、线问互感的影响，性。由描述输电线路波过程的微分方程推导出长线误差较大。方程能消除电容电流的影响。线路中各量的简单示本文基于分布参数模型和六序分量法，理论分意图如图l所示，其中电压、电流量是指某一独立的析和推导了新的特高压双回线路单相接地距离元件模故障分量，而不是指具体各线和各相，所得线路首研测量阻抗的计算表达式，并且应用到故障分量距离端的电

5、压、电流模向量和故障处的电压、电流模向量究继电器中应满足式(3)。与分析收稿日期：2008—09—28作者简介：侯仰栋(1981一)，男，山东济宁人，硕士研究生，研究方向为电力系统继电保护。翔∞①∞气0》一《∽～∞研2特高压交流同杆双回线路故障分究与量单相接地距离保护分2．1特高压同杆双回线路单相接地阻抗元件的测析图1线路中电压电流示意图量阻抗双端电源同杆双回输电线路故障示意简图如图I=ehyx+lZshyx2所示1m=h+h●传播常数和波阻抗与线路参数有关：。I=、／ZY图2l司杆双回线系统简图式中：z为线路模故障分量的阻抗参数；y为线路模图2中双回输电线路均匀换位，距离保

6、护安装于故障分量的导纳参数。m侧，故障发生在k点。定义，堤线路首端的电流，是对于均匀换位的双回线采用六序故障分量法进流入故障点的m侧电流，z提故障距离。行分析，线路电气量和参数的相模转换关系为：双回线路发生单相接地故障时，以A相接地故=M-(=，IⅡj盯=M-，IⅡ障为例，则=m。+++m++8k~-,o=O，=M-ZMyⅡ=M-YM设==n=，。=z勉=。=z眦，由式(3)可得保护安装处的电压、电流为：M=(5)UmIA=UklrA1chyT12，扎～lZcT】shyTl2I+UkTA2ChTTzlf+，ATA2Zsh，1r卜懈h厂卜，mhf+FA1chyn+，FA1F1s

7、hyF1Zf+UkvAzChyvzlf+式中：o~=ej；Ot=e-J；Uw=[UlD，Um，rI’U，UF2]I盯shyv210-UkvAoChy~lO-Ic~hyrol为同向、反向的零序、正序、负序电压六序分量；1w=，TAZshy1110-_rA0chr卜，_rA(hf+[，阳，，J『]为同向、反向的零序、正序、UkvAochyldO-IF^．阳shy广lrAochTlff一负序电流六序分量；UIⅡ=[f／IA，IB，Ic，ⅡA，ⅡB，，^_f^oZlrT1shyT1lf--hF1lr-IkFAo