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申请/专利权人：国家电网公司华中分部;华中科技大学

摘要：本发明提出一种基于串补线性化模型的含串补多回线路零序电流差动保护整定方法，包括如下步骤：S1.引入串补线性化模型描述金属氧化物限压器动作工况下串补等效阻抗；S2.通过串补线性化模型计算含串补多回线路故障电流及串补等效阻抗；S3.利用串补等效阻抗计算零序电流差动保护灵敏度系数；S4.利用所求串补等效阻抗及零序电流差动保护灵敏度系数计算最小灵敏度系数及计算引起零序电流差动保护误动拒动的极端短路电流；S5.利用最小灵敏度系数计算整定零序电流差动保护比率制动系数并利用所求极端短路电流计算动作定值电流值；S6.输出含串补多回线路零序电流差动保护的整定结果。本发明实现多回线路上零序电流差动保护的整定，提高保护灵敏度，降低保护的误动拒动风险。

主权项：1.一种基于串补线性化模型的含串补多回线路零序电流差动保护整定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.引入串补线性化模型描述金属氧化物限压器动作工况下串补等效阻抗；S2.通过串补线性化模型计算含串补多回线路故障电流及串补等效阻抗；S3.利用S2中所求串补等效阻抗计算零序电流差动保护灵敏度系数；S4.利用S2中所求串补等效阻抗及步骤S3所求的零序电流差动保护灵敏度系数计算最小灵敏度系数及计算引起零序电流差动保护误动拒动的极端短路电流；S5.利用S4中所求最小灵敏度系数计算整定零序电流差动保护比率制动系数并利用S4中所求极端短路电流计算动作定值电流值；S6.输出含串补多回线路零序电流差动保护的整定结果；采用串补线性化模型对金属氧化物限压器动作工况下的串补装置进行等效，等效为一个线性电阻RCM与可变电容XCM的串联阻抗结构，其等效阻抗为ZCM＝RCM-jXCM，其中 式中XC为串补额定工况下的容抗值，电流倍率定义为Ipu＝IlIpt，Il为流过串补装置电流大小，Ipt为保护电流水平；将串补线性化模型引入多回线路短路计算，获得含串补多回线路故障电流及特定故障工况下串补等效阻抗，所述的S2具体步骤包括：S2.1：用步骤S1中的串补线性化模型阻抗表达式描述串补随实际电流变化而相应变化的阻抗值，代入网络数据生成故障计算节点阻抗矩阵，计算过程如下设定第k次迭代时流过串补i、j节点间的电流为IC.k，故Ipu.k＝IC.kIpt，以此计算串补等效阻抗ZCM.k，可得i、j节点间线路互导纳Yij.k、Yji.k与各自的自导纳Yii.k、Yjj.k可得 其中，Yii.k-1、Yjj.k-1、ZCM.k-1为第k-1次迭代节点自导纳和串补等效阻抗，Zij为所补偿线路阻抗，初始状态下其包含的串补等效阻抗ZCM即为额定容抗ZC，总节点数为n的线路网络导纳矩阵Y即为 通过网络导纳矩阵Y即可求逆计算得到节点阻抗矩阵Z；S2.2：使用节点阻抗矩阵法计算故障电流，计算公式如下 其中为短路前故障点的正常电压，Zff为故障节点f的自阻抗，zf为过渡电阻；采用计算出的串补故障电流IC.k对前一次串补电流IC.k-1进行迭代修正 S2.3：若迭代修正满足迭代要求max{ΔIk|}ε其中，ε为给定的小正数；则可得含串补多回线路故障电流，代入步骤S1中串补线性化模型阻抗表达式计算所得串补阻抗为该故障下串补等效计算阻抗；否则，返回执行步骤S2.2；根据比率制动式零序电流差动保护判据 定义保护灵敏度系数Ksen0为 其中，差动电流为Idiff0，制动电流为Ibias0，零序差动保护动作定值电流为ITh0，零序差动比率制动系数为k0，ITh0为根据网络零序电流水平所整定的零序电流差动保护定值；分别计算多回线路下可能引起零序差动保护误动的极端短路电流及引起保护拒动的最小灵敏度系数，包括如下具体步骤：S4.1：使用节点阻抗矩阵法计算所保护多回线路区外三相金属性接地短路故障下流经线路最大短路电流，衡量区外故障差动保护不平衡电流Iunb0大小； 其中，为相邻故障线路三相金属性接地的最大短路电流，Cd为多回线路的分流系数，判断差动电流Idiff0若大于保护定值ITh0，则需对原保护定值进行整定修改以避免保护误动；S4.2：计算含串补多回线路区内单相高阻接地工况下零序电流差动保护最小灵敏度系数Ksen0.min 其中，Kd0.m为最大运行方式下Kd0的取值，为该故障位置处ZCM的阻抗值；针对含串补多回线路工况，对零序电流差动保护比率制动系数及动作定值电流分别进行可量化、适应性更高的整定值计算，所述的S5具体步骤包括：S5.1：对零序电流差动保护动作定值电流进行整定，考虑含串补多回线路区外故障工况下零序不平衡电流及稳态零序分布电容电流 其中，Krel为可靠性系数，Ka为非周期分量系数，Kst为互感器同型系数，ft为互感器幅值误差，为区外三相短路故障时所补偿线路最大故障电流，且为了避免正常运行时差动保护误动作，实际工程中整定动作定值应大于最小定值电流I0.th；S5.2：对零序电流差动保护比率制动系数进行整定，考虑两侧系统运行最严苛工况，为实现多回线路的统一整定，忽略故障线路两侧系统阻抗，则零序电流差动保护比率制动系数整定值k0即整定为 其中，Krel定义为可靠系数，k0.th为故障线路区外三相短路故障时避免保护误动的最小制动系数，根据实际电网工况设置。

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