基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护(5)

基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护

- 48 - 电力系统保护与控制

+ΔI >I ΔIm n set

（33） ΔU op Σ

<z1D Zop =Kk

IΔop

其中：Kk为灵敏度选择系数，可根据具体线路情况

设置，通常可供选择的取值范围为：1~1.3；在纵联保护中利用各相电流故障分量相量和的模数作为启动单元，Iset作为保护动作的最小启动量门槛，应保证能躲过在区外故障时所产生的不平衡电流及其影响，Iset可固定地取为0.1 A（二次侧电流）；阻抗幅值的单位为欧姆（ ），当其数值小于线路串联正序阻抗的幅值时，必为区内故障，线路两侧保护同时动作；否则为区外故障，保护可靠不动。纵联保护内部故障判别流程如图7所示。

克服上述问题，具有较高的灵敏度，可在任何环境下检测出各种高阻故障。本文正是利用故障分量电流差动保护的高灵敏性作为该纵联保护式（33）的启动元件。另外由于本文所述的纵联阻抗是基于故障分量的，因此在式（34）中也使用故障分量电流差动保护，便于在相同条件下作性能对比。

4 仿真验证

在EMTP仿真系统中，线路均采用的是分布参数模型，长距离线路电压等级为1 000 kV，短距离

在动模仿真中系统的额定线路电压等级为500 kV。

电压为750 kV。 4.1 EMTP仿真验证

（1）在EMTP仿真中的长距离线路参数和故障电阻数值参见文献[19]。

（2）在EMTP仿真中的短距离线路参数和故障电阻数值参见文献[20]。另外：

z1D=15.22∠85o，Esm：525 kV，f：50 Hz，θm：0°，Esn：500 kV，f：50 Hz，θn：－10°。

图8为EMTP仿真中故障位置设置示意图，其中：k1为m端出口区外，k2为m端出口区内，k3为区内中点，k4

为n端出口区内，k5为n端出口区外。

图7 纵联保护内部故障判别流程图

Fig.7 Flow chart of internal fault differentiating of pilot

protection

尽管电流差动保护具有简单可靠、动作速度快且不受系统振荡影响的特性[23]，但在实际运用中还是存在下列问题：①高压长距离输电线路的电容电流相对较大，对其灵敏度影响较大，②系统负荷对制动电流的影响，特别针对重载线路；在上述情况下当遇到高阻故障都将使制动量大于动作量，造成保护拒动。而基于故障分量的电流差动保护可有效

图8 故障位置示意图

Fig.8 Schematic diagram of fault location

表1为长距离线路a相单相接地和三相短路时纵联阻抗的幅值，表2为长距离线路a-b相间短路和a-b相间接地时纵联阻抗的幅值，阻抗幅值的单

。 位为欧姆（ ）

表1 EMTP仿真中长距离线路a相单相接地和三相短路时纵联阻抗的幅值(z1D=130Ω,

Kk=1.3)

Tab.1 Pilot impedance amplitudes when A single-phase-ground fault and 3-phases fault of long distant line on

故障类型 故障电阻 故障位置

AG AG RF=0

RF=500

ABC RF=0

Zopa

保护动作

Zopa

275.82 16.95 12.03 35.56 420.84

保护动作× √ √ √ ×

Zopa Zopb Zopc

保护动作

k1 300.54 × k2 17.49 √ k3 11.46 √ k4 41.08 √ k5 481.58 ×

305.07 290.87 355.35 × 25.26 25.24 27.26 √ 13.82 15.11 13.85 √ 45.54 45.58 52.04 √ 532.64 467.25 508.06 ×

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