线路零序电流保护整定计算方法

《线路零序电流保护整定计算方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、线路零序电流保护整定计算方法摘要：提出了线路零序电流保护整定计算程序需要解决的几个主要问题，包括运行方式变化由支路追加修改节点阻抗矩阵的计算方法、线路零序互感耦合分析计算、线路非全相运行零序电流分析计算和零序电流保护范围计算等；并详细论述了问题的解决方法。关键词：电力系统；零序电流；整定计算0　引言　　随着电力系统网络的不断发展和结构的日益复杂，系统环网、短线和超短线、T接线路、大机组和零序互感耦合等问题的出现和继电保护新技术的不断发展，继电保护整定计算日益复杂，工作量日益增大。为了提高继电保护整定计算的自动化程度和

2、工作效率，开发相关应用程序已势在必行。零序电流保护原理简单、动作速度快，在电力系统中得到了广泛应用。但其受运行方式变化的影响很大，零序互感线路的存在更增加了其复杂程度，这些都是零序电流保护整定计算复杂的主要原因。零序电流保护相互配合困难也是其需解决的主要问题之一。随着计算机技术的飞速发展，尤其是微机在计算速度、存储容量、系统软件等方面的超常发展，为继电保护整定计算提供了强有力的计算管理工具。　　为了满足湖北电网的发展需要，我们开发了一套继电保护整定计算程序。该套程序整体设计思路是：首先根据网络结构和参数形成全网的正序

3、和零序节点阻抗矩阵，分别存储正序、零序节点阻抗矩阵的上三角阵，本阻抗矩阵称为基本阻抗矩阵。以后所有运行方式变化都在此基础上进行，因为某一运行方式只是在此基本阻抗矩阵的基础上检修某些线路和元件，只要采用支路追加的方法处理即可。这样追加后就可以进行各种类型的短路电流计算，再进行相应整定计算。1　节点阻抗矩阵的形成与修改　　零序电流保护整定需计算大量的运行方式，用修改导纳矩阵的方法显然用时太多，故本程序运行方式变化采用修改节点阻抗矩阵的方法来完成。本程序在形成节点阻抗矩阵的过程中，采用节点动态优化编序；利用导纳矩阵的稀疏性

4、；在形成导纳矩阵和导纳矩阵求逆的过程中，对多回有零序互感耦合线路进行了存储单元预留的设计等措施，有效提高了计算速度，大大节约了内存。　　运行方式的改变是在节点阻抗矩阵的基础上进行修改，而全阻抗矩阵的容量很大，即使上三角（或下三角）存储容量也很大。每个运行方式都修改全部的阻抗矩阵元素太耗时，也无必要。程序会根据计算内容选取相关的节点阻抗矩阵元素进行追加修改。1.1　相关节点阻抗矩阵元素的选取与排列　　如果在某一运行方式下，要检修N个元件，把要检修支路两侧（电源或接地支路只有一侧）节点顺序排列为下列矩阵向量：I=［1,2

5、,…,L］T　　　　　　　　　(1)式中　L为N个元件的节点数，L≤2N；I向量分为正序和零序2个向量。　　如果检修元件中有非两端共端零序互感耦合线路，零序I向量中紧接着顺序排列相关互感支路的两侧节点；然后把故障支路两侧的节点顺序排入，再把与故障支路有零序互感的非双端共端线路的两侧节点顺序排入I向量；最后把指定输出支路的节点和相关零序互感支路的节点顺序排入I向量。这样I向量就是一个包含检修支路、故障支路和指定输出支路节点序号的向量。　　图1、图2所示是本例的正序和零序网络图，①～⑤是节点编号，(1)～(9)是支路序号

6、。零序网中(1)和(2)、(4)和(9)有零序互感。图1　正序网络图Fig.1　Positive-sequencenetworkdiagram图2　零序网络图Fig.2　Zero-sequencenetworkdiagram　　假定故障支路(9)的一侧节点⑤接地短路故障，支路(2)和(7)检修，指定输出支路为(3)。形成正序和零序I向量如式(2)。　　正序和零序的I向量形成后，按顺序从阻抗矩阵中取出对应元素分别形成正序和零序的上三角矩阵Z，如式(3)所示。Z矩阵的主对角元素是对应I向量中各节点的自阻抗，每行的非对角元

7、素为该节点与对应节点的转移阻抗，Z矩阵中元素下标是其所在行和列的序号。(2)　　　　　　　(3)L为检修支路的节点总数（上例L=3）；L～i之间是与检修支路有互感的支路的节点（上例为与检修支路(2)有互感的支路(1)的两侧节点1，5，正序就没这两节点）；i,j为故障支路两侧节点在I向量中的次序号（上例正序：i=4，j=5；零序：i=6，j=7）；j+1～s为指定输出支路两侧节点（上例的2，3）及与故障支路和指定输出支路有互感支路的两侧节点（上例指定输出支路为无互感支路，而故障支路与支路(4)有互感，故只有支路(4)的

8、两侧节点3，4，正序就没这两节点）；s为I向量的长度（上例正序s=7，零序s=11）。1.2　对Z矩阵支路追加修改1.2.1　追加第1条支路1.2.1.1　非电源支路　　如果是非电源支路，Z矩阵的前两行分别为第1条支路两侧节点的自阻抗和与I向量中其他节点之间的转移阻抗。Z矩阵元素从第3行第3列开始追加修改，计算公式为：　　　　　　　　(4)式中