专利名称：一种接地距离测量元件的实现方法
技术领域：
本发明属于电力系统领域，尤其是继电保护的实现方法，具体涉及到线路接地 距离测量的方法。
背景技术：
输电线路是电力系统发电、输送电等的基本设备，在电力系统中占有非常重要 的地位。输电线路故障时，若不能及时切除或误切除，则对主系统影响较大，容易 造成电网解列，以及变压器越级跳闸等重大事故。高压/超高压/特高压线路保护担 负输送电的重要任务，是电力系统的重要枢纽。它们造价极为昂贵， 一旦因故障而 遭到损坏，检修难度大、时间长，对国民经济造成的直接和间接损失十分巨大。这 样就对高压/超高压/特高压线路保护装置的选择性、快速性、可靠性、灵敏性提出 了更高的要求。距离保护是根据测量阻抗的大小来反映故障点的远近，其性能基本 上不受系统运行方式的影响，在复杂电网中都可以有选择性的切除故障，而且具有 足够的灵敏性和快速性，所以距离保护一直是高压/超高压/特高压线路保护的主要 保护方式。在高压/超高压/特高压输电线路上，过渡电阻和负荷电流对阻抗计算有很大的 影响，过度电阻可使得测量阻抗发生变化，距离计算可能不准，可能縮短或者超范 围，或者方向相反。本发明针对目前高压/超高压/特高压输电线路负荷电流和接地 电阻对接地距离测量元件的影响，利用在单相接地时正负序故障电流分量与故障点 的电压同相位算法，得出了一种新的准确的故障距离测量计算方法，该算法可较好 的解决负荷电流和接地电阻对接地距离保护的影响。试验结果表面该算法具有非常 高的精度。发明内容对于高压/超高压/特高压输电线路，负荷电流和接地电阻对接地距离保护的影响是方面的，导致距离保护可能会误动作或拒动作。为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出如下技术方案 一种在电力系统的高压、超高压、特高压输电线路中与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件的实现方法，该方法包括以下内容线路保护装置对保护安装处互感器的电压、电流波形采样得到电压、电流瞬时值；通过傅氏算法求出保护安装处的线路各相电流/p、各相电压C^、正序、负序突 变电流A^"(『1,2)、接地故障零序电流/。的相量形式， 其中，p-a，6，c;用以分别表示线路的a、 b、 c三相； "=1，2表示正序、负序。根据下式得到当线路单相接地时，故障点至保护安装处的距离x的表达式工 fa^)，-Re(Ag,) x一Im(AyReK(/cp+3A/o)]-Re(Ay时Zi(/9+3好o)]。本发明针对目前高压/超高压/特高压输电线路负荷电流和接地电阻对接地距 离测量元件的影响，利用在单相接地时，正序、负序故障电流分量与故障点的电压 同相位，得出了一种新的准确的故障距离测量计算方法，该方法较好地解决负荷电 流和接地电阻对接地距离保护的影响，具有非常高的精度。
图1所示为线路单相接地故障示意图。
具体实施方式
下面根据说明书附图，对本发明的技术方案进一步详细说明。以下论述中的符号使用如下电流互感器(简称TA，以下同)和电压互感器(简 称TV，以下同)。如图1所示为线路单相接地故障示意图。在高压/超高压/特高压输电线路发生单 相接地故障时，保护安装处的电流为/一电压为f^，故障处的距离为x，故障处的电 压为C/^，接地电流为/^，保护测得正序、负序突变量电流A^" (ri=l， 2)。因为是电 阻性接地，所以有t/^和/w同相位；因为A/^和/^相位角相同，所以得出t^和A/^ 相位角度相同。把A/^和C/w变成复数形式，由于两者相位角度相同，得到A/^的虚部和实部 之比等于R,的虚部和实部之比，即由此解算出<formula>formula see original document page 5</formula> (3)x即为线路单相接地故障时的故障距离，故障阻抗为由于此方程本身与负荷电流和接地电阻无关，因此可以作为距离保护阻抗测量元 件。理论分析和仿真结果都显示所提原理具有很高的实用性和计算精度。
权利要求
1.一种在电力系统的高压、超高压、特高压输电线路中与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件的实现方法，其特征为，该方法如下线路保护装置对保护安装处互感器的电压、电流波形采样得到电压、电流瞬时值；通过傅氏算法求出保护安装处的线路各相电流 id="icf0001" file="A2008101173870002C1.tif" wi="6" he="4" top= "60" left = "121" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>各相电压 id="icf0002" file="A2008101173870002C2.tif" wi="7" he="4" top= "60" left = "148" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>正序、负序突变电流 id="icf0003" file="A2008101173870002C3.tif" wi="9" he="4" top= "67" left = "36" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>接地故障零序电流I0的相量形式，其中， id="icf0004" file="A2008101173870002C4.tif" wi="17" he="4" top= "75" left = "45" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>用以分别表示线路的a、b、c三相，n＝1，2表示正序、负序；根据下式得到线路单相接地时，故障点至保护安装处的距离x的表达式其中，Z1为每公里正序阻抗，k为零序补偿系数。
2. 根据权利要求l所述的接地距离测量元件的实现方法，其特征为该方法与 负荷电流和接地电阻无关。
3. 根据权利要求l所述的接地距离测量元件的实现方法，其特征为所述方法 用于接地距离保护时能够在重负荷高电阻故障的条件下准确测量故障距离。
全文摘要
本发明公开了一种高精度的与负荷电流和接地电阻无关的接地距离测量元件的实现方法，高压/超高压/特高压输电线路发生单相接地故障时，保护安装处的电流为I<sub>φ</sub>，电压为U<sub>φ</sub>，故障处离保护安装处的距离为x，故障处的电压为U<sub>φf</sub>，接地电流为I<sub>φf</sub>，保护测得正序、负序突变量电流ΔI<sub>φn</sub>。因为是电阻性接地，所以有U<sub>φf</sub>和I<sub>φf</sub>同相位；因为ΔI<sub>φn</sub>和I<sub>φf</sub>相位角相同，所以得出U<sub>φf</sub>和ΔI<sub>φn</sub>相位角度相同。进一步可以得到与负荷电流和接地电阻无关的故障距离表达为上式，其中φ＝a，b，c；n＝1，2由于此方程本身与负荷电流和接地电阻无关，并且ΔI<sub>φn</sub>和I<sub>φf</sub>相位角相同因此作为距离保护阻抗测量元件，其测量精度是很高的，并且不受负荷电流和高电阻接地故障的影响。理论分析和仿真结果都显示所提原理具有很高的实用性和计算精度。
文档编号G01R31/08GK101325330SQ20081011738
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者张忠理, 张月品, 徐振宇, 杨奇逊, 田文辉 申请人:北京四方继保自动化股份有限公司;北京四方继保工程技术有限公司