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基于贝瑞隆模型的输电线路差动保护的研究 　　[摘 要]特高压长距离输电线路的分布参数特性明显，将线路以集中阻抗等效的传统距离保护在长线路上存在超越误动的可能。这篇论文参考并采用了基于贝瑞隆模型的长距离输电线路差动保护的原理，从原理上进行了详细分析，并用仿真进行验证，表明基于贝瑞隆算法的输电线路差动保护是能准确的区分线路内、外故障，可靠的反应电力系统的各种短路故障。 贝瑞隆模型是一种比较精确的输电线路模型，它能准确的反映了输电线路内部无故障时，两端电压电流之间的关系，而线路内部发生故障时，相当于在故障点增加了一个节点。本论文中，利用这一差别来区分线路内部和外部故障，构成一种差动保护原理――自动考虑了电容电流的影响，不再需要进行电容电流的补偿，即基于贝瑞隆模型的输电线路纵联差动保护 　　[关键词]长输电线路，贝瑞隆模型，差动保护 　　中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0092-01 　　输电线纵联保护的原理主要有比较线路两端电流相位的相位差动纵联保护、比较线路两端功率方向的方向纵联保护和比较两端全电流的电流差动纵联保护等几种。这些原理各有其优点和缺点。其中基于电流差动原理的保护具有明显的优越性。但是在超高压、特高压长线路上，分布电容电流较大，特别是在故障的暂态过程中电容电流会更大，并且随着故障电压中谐波的频率增大而增大，这会对继电保护装置带来很大的影响。 　　贝瑞隆模型是一种比较精确的输电线路模型，它能准确的反映了输电线路内部无故障时，两端电压电流之间的关系，而线路内部发生故障时，相当于在故障点增加了一个节点。 　　1.基于贝瑞隆模型的输电线路纵联差动保护 　　1.1 贝瑞隆模型的优越性 　　远距离输电线路中存在的电容电流，会对纵联电流差动保护的灵敏度造成严重的影响。而且电容电流与电力系统的频率成正比，暂态状态下会产生各种高频分量，进而产生严重的高频电容电流，特别是在电力系统出现故障或重合闸时的暂态过程中，电容的充放电电流也会增大数倍。这使输电线路区外故障时，线路两端电流的波形、幅值和相位发生严重畸变，会导致区外故障差动保护误动作。 　　基于贝瑞隆模型的纵联电流差动保护判据与传统的判据相比有两大优点：一是它本身消除了线路分布电容电流对电流差动保护的影响，二是在于新判据是比较同侧量，传统判据是比较异侧量，使用同侧量比较也在一定程度上避免了电容电流的影响，提高了保护的灵敏度和可靠性。 　　2.2 输电线贝瑞隆模型简介 　　在电力系统中，当输电线路中流过电流时，导线的电阻会引起输电线路电压下降；若电流为交流电，产生的交变磁场将沿着全线产生感应电压，所以导线间的电压是沿线连续改变的。由于输电线路具有互感电容，所以线间存在位移电流，而且频率越高，位移电流越大。除此之外，线间还存在漏电流，电压越高漏电流也越大。由于位移电流和漏电流存在，导致输电线路各处的电流不同，这说明电流也是沿线连续变化的。 　　由于输电线路各相之间都是有耦合的，这表明单位长度导线上均有电阻和电感，而导线间还有电容和电导，这样就可以建立输电线路的分布参数电路模型。 　　分析可知，输电线路上的电压和电流不仅是时间的参数，还是空间位置的参数。我们先假设输电线路上任意一点到始端距离为处的任一时刻的电压为，电流为，列出下列方程式： 　　其中是线路全长的电阻，是无损线波阻抗，是考虑线路损耗以后的近似等值波阻抗，是线路长度，和是等值电流源，是波在线路上的传播时间，和分别是线路两端电压，和分别是线路两端电流。 　　2.3 基于贝瑞隆模型的纵联差动保护原理及动作判据 　　对于一条双端三相线路，两侧都装设有电流差动纵联保护，以一侧（假设侧）为例说明保护的原理。侧保护装置通过采样得到保护安装处各时刻三相电压和电流采样值，，，，，。通过光纤或微波通道，得到对侧（侧）保护安装处经过采样同步化后各相同时刻的电压和电流采样值，，，，，。用侧当前时刻的3个电压量和以前时刻侧三相的6个电压、电流量和对侧（侧）三相的6个电压、电流量，用贝瑞隆公式可以计算得到侧当前时刻3个电流量的计算值，，。然后用半周差分傅立叶算法对3个电流实测值，，和3个计算值，，进行滤波，得到各自的基波矢量，，，，，，并仿照传统的分相电流差动保护对实测值和计算值进行比较，形成保护的动作量。在侧与此相似，同理可求得侧电流的基波矢量，，，，，。将实测值和计算值进行比较，构成基于贝瑞隆模型的差动判据。 　　因为贝瑞隆模型真实地反映了两端母线之间线路内无故障的稳态运行或外部故障的暂态过程，故在内部无故障时，理论上计算值和实测值应该基本相等，故两侧分相电流差动保护的动作量应该等于0。但考虑到各种误差和简化考虑损耗的影响，它们绝对不会为0。可按最大可能的误