基于正序分量的距離保護(hù)算法

1、基于正序分量的距離保護(hù)算法范越施圍摘要提出了一種利用線路雙端正序量的距離保護(hù)算法，該算法由故障后線路兩端的電壓、電流向量的正序分量，經(jīng)簡單計(jì)算即可得出故障點(diǎn)的距離。EMTP仿真表明，該算法有較高的精度。關(guān)鍵詞數(shù)字距離保護(hù)正序分量電磁暫態(tài)程序A Digital Distance Relaying Algorithm Based on Positive Sequence NetworkAbstractA Positive sequence based fault location algorithm is proposed in the paper. The proposed method use

2、s positive phasors of voltage and current obtained from both ends of a transmission line, the method has considerable computational advantages over the previously proposed methods, performance assessment on this method using EMTP are presented. It is illustrated that the porposed method can determin

3、e the fault location very accurately and is likely to be used in the distance protection.Key wordsdigital distance protectionpositive sequence phasorEMTP0前言文13提出了基于對(duì)稱分量法的雙端測(cè)距算法，該方法根據(jù)各種短路的邊界條件，得到統(tǒng)一的故障測(cè)距公式，因需計(jì)算兩端正序、負(fù)序及零序電壓、電流值，計(jì)算較為復(fù)雜。本文提出了一種基于故障線路兩端正序量的故障測(cè)距算法，具有簡捷、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。1故障測(cè)距算法系統(tǒng)如圖1，S、R為線路兩個(gè)端點(diǎn)，線路長度為l。

4、設(shè)B點(diǎn)發(fā)生短路，B點(diǎn)與S點(diǎn)的距離為x，線路采用集中參數(shù)模型，線路兩端可通訊，采用GPS保持兩端數(shù)據(jù)采集同步。故障后正序網(wǎng)絡(luò)如圖2，其中Z1為線路單位長度阻抗，Rf為短路處接地電阻，由圖2可得：圖1系統(tǒng)接線圖圖2正序網(wǎng)絡(luò)U1seU1SxI1SZ1RfI1f，U1seU1R（lx）I1RZ1RfI1f，即x=U1SU1RlI1RZ1（I1SI1R）Z1。因正序參數(shù)在任何短路發(fā)生時(shí)都存在且比較穩(wěn)定，不象零序參數(shù)受大地影響(土壤電阻率的變化與氣象條件密切相關(guān))，故上述測(cè)距算法計(jì)算簡單(只需計(jì)算正序分量)、精確(消除了零序分量的影響)，可用于任何故障形式。另外，可采用文3方法化簡計(jì)算。設(shè)上述x式分子和分

5、母相量的實(shí)、虛部分別為a1、b1和a2、b2，即a1jb1U1SU1RlI1RZ1，a2jb2（I1RI1S）Z1因x為一實(shí)數(shù)，可設(shè)xa1a2，則只需計(jì)算式分子、分母的實(shí)部，將計(jì)算量減少了一半。整個(gè)測(cè)量計(jì)算時(shí)間在20ms之內(nèi)。2測(cè)距算法的驗(yàn)證為考察該算法的有效性，本文用EMTP進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。通過EMTP得到線路在不同點(diǎn)發(fā)生單相短路、兩相短路、兩相短路接地、三相短路時(shí)的電壓、電流值，通過專用軟件計(jì)算得到電壓、電流值的正序分量。通過單相短路不同的接地電阻來驗(yàn)證接地電阻對(duì)測(cè)距算法的影響。2.1仿真系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型如圖3，線路長度150 km，采用集中參數(shù)模型，不考慮線路的分布電容。在線路上設(shè)置離S

6、點(diǎn)距離(即本文的短路距離)為30、60、75、90、120 km的5個(gè)短路點(diǎn)，其它參數(shù)如下：圖3系統(tǒng)模型圖首端電源EG3350 kV；RG1jXG16.139+j529.8 ；jXG0130.6 末端電源EH268.5-25 kV，RH1jXH117.56+j46.11 ，RH0jXH01.6+j65.13 500 kV線路R10.0279 km，R00.253 km，L10.882 mH/km，L02.33 mH/km。2.2EMTP仿真結(jié)果EMTP仿真結(jié)果見表14(故障形式涉及接地時(shí)，接地電阻均設(shè)為30 )，表5為不同接地電阻對(duì)測(cè)距的影響。表1單相接地仿真結(jié)果實(shí)際故障距離/km測(cè)量距離/k

7、m誤差/%3030.070.236059.920.137575.130.179090.170.18120120.240.2表2兩相短路接地仿真結(jié)果實(shí)際故障距離/km測(cè)量距離/km誤差/%3029.800.676060.430.077574.890.159090.030.03120119.980.02表3兩相短路仿真結(jié)果實(shí)際故障距離/km測(cè)量距離/km誤差/%3030.080.276059.620.637575.030.049090.070.07120120.030.02表4三相短路仿真結(jié)果實(shí)際故障距離/km測(cè)量距離/km誤差/%3029.990.036060.030.057575.010.01

8、9090.030.03120120.010.00表5故障距離75km，單相接地，接地電阻不同時(shí)仿真結(jié)果接地電阻/測(cè)量距離/km誤差/%接地電阻/測(cè)量距離/km誤差/%3075.130.1730075.450.65075.080.1135074.430.7610075.210.2840075.190.2515075.130.1745075.290.3820075.420.5850074.500.6725075.020.033結(jié)語 該測(cè)距算法不受過渡電阻的影響，準(zhǔn)確度較高，適用于任何故障類型。由于只用正序參數(shù)，消除了零序參數(shù)的影響，使該算法可適用于雙回線路，且計(jì)算簡單。作者簡介：范越1970年生，

9、博士生，從事電力系統(tǒng)過電壓研究，電話：(029)2668626。作者單位：西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院(西安710049)參考文獻(xiàn)1Waikar D L et al. Further enhancements in the symmetrical components based improved fault impedance estimation method, Part . Mathematical Modelling. Electr Power Syst Res. 1997, 40:1892Waikar D L et al. Further enhancements in the symmetrical components based improved fault impedance estimation method, Part . Performance Evaluation. Electr Power Syst Res. 1997, 40:1953Liao Y et al. Improved