同杆双回线跨线永久性故障识别方法.pdf

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1、第36卷第3期电力系统自动化VoI．36NO．32012年2月10日AutomationofElectricPowerSystemsFeb．10，2012同杆双回线跨线永久性故障识别方法李博通，李永丽(智能电网教育部重点实验室，天津大学，天津市300072)摘要：通过对同杆双回线各种跨线故障类型下跳开相恢复电压特征的研究，提出了一种基于不同回线跳开相端电压差的故障性质识别方法。同杆双回线发生跨线故障后，由于健全相的电容耦合和电磁耦合作用，不同回线的故障跳开相端电压差在瞬时性和永久性故障时会有显著不同。采用不同回线跳开相端电压差的幅值和相位的双重判断，

2、可对不同负载情况下同杆双回线跨线永久性故障进行有效识别。大量的仿真实验表明，所述方法有较高的可靠性。关键词：同杆双回线；跨线故障；瞬时性故障；永久性故障；电容耦合电压；电磁耦合电压0引言工AⅡBC，工AⅡAB，工ABⅡBC，IAⅡABC，IABⅡAB，工ABⅡABC及工ABCⅡABC这8种。超、特高压同杆双回线间距离较近，可能会出现其中，I表示第1回线，Ⅱ表示第2回线，A，B，C分跨线故障。国内外运行经验表明，其跨线故障出现别代表故障相别。由于后3种故障类型仅剩余1个概率约占故障总数的10～2O，虽然比例不高，健全相，跳闸时会将两回线全部断开且不予重

3、合，这但其一旦重合于永久性故障，将造成两回线全部跳里不再考虑。开，严重影响系统供电的可靠性ll]。线路中发生瞬时性故障时，故障跳开相在电弧架空线路故障大多是瞬时性的，跨线故障也是熄灭后的线路端电压即为恢复电压。线路的恢复电如此_1。]。如果能在重合之前对故障性质进行识别，压包括电容耦合电压和电磁耦合电压。下面根据具瞬时性故障时重合闸启动，永久性故障时重合闸闭体线路模型(见图1)分别进行分析。锁，就可以大大提高重合成功概率，避免跨线故障情况下两回线同时重合于永久性故障时对系统稳定性IB—c造成的危害。因此，能在重合之前预先判断故障性IC一『H质并选择重

4、合的自适应重合闸受到广大学者的关ⅡA／c=}_ⅡB一注。目前，在单回线单相自适应重合闸研究方面已ⅡC一c取得一定成果并在逐步推广应用l_9引。针对同杆双回线，目前仍沿用基于跳开相端电压的单回线单相图1同杆双回输电线路模型Fig．1Modelofdoublecircuittransmissionline接地故障性质判断方法结合按相顺序重合闸的方onthesametower式，并没有专门针对跨线故障的实用判据出现[1。。引。本文研究了同杆双回线发生跨线瞬时性与永久同杆双回线线路全长的导纳矩阵如下：性故障时跳开相的恢复电压，提出了基于不同回线Y==跳开相端

5、电压差的幅值和相位的跨线永久性故障判ys—yM—yM—yM一yM一yM]据，可有效识别各种跨线故障类型下的故障性质。—yMys—yM—yM一yM一yMI—yM—yM一yM一yM—yM}1跨线故障恢复电压分析—yM一yM一yMys—yM一yM!同杆双回线的典型跨线故障类型有IAⅡB，—yM一yM一yM一yM一yMJ—yM一yM一yM一yM—yMys(1)收稿日期：2011-01—27；修回日期：2011-09—13。fYsjMCg+2cm+3cm)国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2oO9CB2197O4)；国家自然科学基金资助项目(50

6、607014，yM—jc(2)50977061)。一lyM一j电力暴统自动式中：为自导纳；yM为相间互导纳；yM为线问互导健全相电流的影响外，还受到另一回线健全相电流纳；为对地电容；G为相间电容；Cm为线间电容。的影响。无论瞬时性还是永久性故障，跳开相线路线路的电容电流计算公式如下：全长的电磁耦合电压UI和UⅡ的计算公式如下：II一Ⅱ=YUIⅡ(3)fUI一3IIoZ+3fⅡoZ电压和电流向量矩阵分别为：．．．．(10)l【，『Ⅱ一31IoZ+31ⅡoZu’广．．．．．．]TIⅡ一luIAUIBUlcUⅡAUⅡBUⅡcjI3IIO—ILA+IIB+I

7、Ic(11)．．．．JI一Ⅱ一LI1AIIBjlcInaIlIBIncI3IⅡ0一IⅡA+IⅡB+IⅡc假设线路处于空载状态，只考虑电容耦合作用，式中：Zm为相间互阻抗；Z为线间互阻抗。忽略线路阻抗，将双回线分为故障相的集合和健全跳开相电流为0。不同回线的跳开相电磁耦合相的集合。线路两侧系统供给的电容电流与各相电电压【，I和U之差如下：压之间的关系可以用分块矩阵写成如下的形式：fUD一uI一UⅡj一3fI)0(一Zm)．．．(12)jLjJ}一『LYcz—Y]j(4)【3iD0=3I10—3Ⅱo—YJQ-GZy。J。跨线瞬时性故障时，故障点熄弧后，跳

8、开相的端式中：JY．和JY．J。分别为故障相和健全相电容电流电压(以送电侧M为例)【，I和UⅡ为：矩阵；y。