專利名稱：一種基于本地測量識別開斷點距離的無故障跳閘判據(jù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說本發(fā)明涉及一種基于本地 測量識別開斷點距離的無故障跳閘判據(jù)。
背景技術(shù)：
輸電設(shè)備的N-1故障或N-2故障是電力系統(tǒng)最常見的擾動事故，是進行電 力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制、過負荷控制、電廠機組用電快速切換的基本依據(jù)。對實 際系統(tǒng)的安全穩(wěn)定分析表明，在電磁環(huán)網(wǎng)潮流較強的情況下，單回高一級電壓 線路電磁環(huán)網(wǎng)的無故障跳線比單永故障更嚴重。因此，研究無故障跳閘判據(jù)非 常必要。
輸電線路跳閘原因有繼電保護動作(正確動作或者誤動作)、遠方跳閘保護 動作、母線故障或斷路器失靈引起的跳閘、斷路器偷跳等，無故障跳閘判據(jù)主 要有下面幾種。
早期有依靠斷路器的輔助接點等開關(guān)量來判斷無故障跳閘的方法，但若線 路僅單側(cè)裝有裝置，則無法判斷對側(cè)無故障跳閘；若線路雙側(cè)裝有裝置，則需 要通信通道，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不宜于工程應(yīng)用。鑒于此，此方法現(xiàn)已鮮有提及。
文獻一 《穩(wěn)定控制所用交流設(shè)備跳閘判據(jù)的分析及應(yīng)用》(電力系統(tǒng)自動化 2007年4月號第31巻第8期第46頁)提出了一種依靠電氣量變化判斷無故障 跳閘的判據(jù)，這也是現(xiàn)在廣為流行的判據(jù)，此判據(jù)存在的主要問題是當(dāng)系統(tǒng) 出現(xiàn)擾動重新分配負荷，線路上潮流轉(zhuǎn)移后留有的功率很小，則裝置無論延時 多久都會誤判為無故障跳閘。
文獻二《基于本地電氣量的無故障跳閘新判據(jù)》(電力系統(tǒng)自動化2008年2 月號第32巻第3期第46頁)提出了一種依靠本地電氣量變化判斷無故障跳閘 的判據(jù)，從理論上區(qū)分了對側(cè)跳閘和潮流轉(zhuǎn)移過程，此判據(jù)存在的主要問題是 本側(cè)跳閘判斷過于簡單，可靠性有待加強；針對提出中間有開關(guān)站的分段線路 沒有提出很好的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是
1、 不利用通信通道，僅依靠本地量判斷設(shè)備無故障跳閘，無論是本地跳閘 還是對側(cè)跳閘，裝置應(yīng)能準(zhǔn)確判斷；
2、 在系統(tǒng)受到擾動后，非故障線路潮流轉(zhuǎn)移后可靠不誤動，特別是潮流轉(zhuǎn) 移后輕載時能準(zhǔn)確判斷；
3、 對于中間有開關(guān)站的分段線路，裝置應(yīng)該有很好的適用措施。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采取以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的 基于本地測量識別開斷點距離的無故障跳閘判據(jù)，包括下列步驟
(1) 首先檢測突變量啟動，記錄啟動時刻，保存啟動前電流、功率、開 關(guān)位置信號(冊J)信息；
(2) 檢測啟動前200ms的功率，判斷其絕對值I P- I是否滿足大于或等 于設(shè)定定值PS1;
(3) 判斷擾動過程中電流是否出現(xiàn)急速下降過程；
(4) 檢測啟動后電流，若電流接近為0且擾動過程中檢測到開關(guān)位置信 號(HWJ)信號消失，則裝置經(jīng)過定值Tsl延時后判斷為本地?zé)o故 障跳閘；
(5)若不滿足步驟(4)的條件，則裝置檢測啟動后電流、有功功率、 無功功率、正序阻抗，如果電流穩(wěn)定在一個較低數(shù)值，線路潮流基 本全部是容性無功功率，測量阻抗等于事先整定好的開路阻抗，則 延時Tsl后判斷為遠方無故障跳閘。 本發(fā)明中，若^皮4企測線路發(fā)生本地?zé)o故障跳閘，則擾動后HWJ信號消失， 線路上電流應(yīng)該接近為零，考慮一定的裕度KI,則滿足啟動后有兩相電流有效 值I《KIWn,則經(jīng)Tsl延時后，判斷為本地?zé)o故障跳閘。其中，In是線路額定 電流；由于電力設(shè)備裝置一般允許1%的測量誤差，再考慮1%的裕度，則KI 一 般可設(shè)定為2°/ 。
本發(fā)明中，若祐:;險測線路發(fā)生遠方無故障跳閘，則擾動后線;洛上電流應(yīng)該 接近為容性的充電電流，有功功率P很小，無功功率Q 視在功率S =3*Uzx*Izx， 而測量正序阻抗Z應(yīng)約為開3各阻抗Zoc,即
Z = Zoc = Zc"/z;w
其中，^是特性阻抗，r是傳播常數(shù)，可見此測量阻抗僅與線路參數(shù)及開關(guān)與裝 置安裝處距離x有關(guān)。對實際應(yīng)用中的220kV或500kV或更高電壓等級的輸電 線路，其波長義約在(4700km—6000km)范圍內(nèi)，而實際線3各長度一般在800km 以內(nèi)，此時，該阻抗的幅值隨著距離的增加而降低，且為容性。這樣，裝置檢 測啟動后電氣量，
兩相電流有效值I <定值IS1 ( a )
有功功率I Pt I 〈定值PS2 (b)
無功功率Qt<0，且I Qt I >KQ*3*Uzx*Izx ， KQ為無功功率裕度系數(shù)， 一般可
考慮為90%， Uzx是正序電壓，Izx是正序電流 (c)
測量正序阻抗(Uzx/Izx) >KZmin*Zzd(x)iL(Uzx/Izx) < KZmax*Zzd (x) ， Zzd (x)
是距離裝置x公里處開^各時的測量阻抗幅值(可整定)，KZmin、 KZmax分別是阻
抗裕度系數(shù)上、下限一般可考慮為90°/。和110% (d )
若條件(a)、 (b)、 (c)、 (d)均滿足，則經(jīng)過Tsl延時判斷為遠方無故障跳閘。
效果和優(yōu)點采用本發(fā)明的方法，解決了既有方法存在的問題。本側(cè)無故 障跳閘后裝置安裝處的電流近似為零；遠方無故障跳閘后裝置測量阻抗是一個 定值，其相位近于90° ;潮流轉(zhuǎn)移后測量阻抗隨兩側(cè)電壓的不同而不同，但與 無故障跳閘后的測量阻抗相比有明顯的不同。該判據(jù)可有效地區(qū)分本側(cè)跳、遠 方跳及潮流轉(zhuǎn)移過程，在分段線路中也有很好的適用性。


圖1是本發(fā)明實施的無故障跳閘判據(jù)的邏輯框圖。
圖2是應(yīng)用于中間有開關(guān)站的分段線路時的遠方無故障跳閘判據(jù)配合框圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。從附圖1中看出，裝置采集電流電 壓量后首先計算有功功率、無功功率、阻抗等電氣量，根據(jù)電流突變或者功率 突變判斷突變量啟動，即線路任意一相電流當(dāng)前與20ms之前的瞬時值之差大于 定值A(chǔ)ls,連續(xù)5ms后則認為電流突變量啟動；當(dāng)前與0. 2s之前的功率之差大 于定值A(chǔ)Ps (—般設(shè)定為額定功率的5%至10%之間)，連續(xù)5ms后則認為功率變 化量啟動。
進入啟動狀態(tài)后(保持5s時間)，記錄下啟動前功率，判斷是否滿足大于 或等于PS1,啟動過程中電流是否有急速下降的過程，即至少有一次前后20ms
的線路電流有效值變化量I AI I》定值A(chǔ)IS。
接著檢測擾動過程中的電流、有功功率、無功功率及阻抗等電氣量，若啟
動后電流穩(wěn)定在接近為零的地方，即檢測到有兩相電流有效值I《KI*In=2°/Jn, 啟動過程中HWJ信號消失，則延時Tsl后判斷為本地?zé)o故障跳閘。
若啟動后電流穩(wěn)定在一個較小的值(有兩相電流有效值I < IS1),線路潮流 基本全部是容性無功功率(有功功率P <PS2;無功功率Q<0, I Qt I > KQ*3*Uzx*Izx=2. 7*Uzx*Izx ),測量阻抗等于事先整定好的開路阻抗(1.1 *Zzd(x)=KZmax*Zzd(x) > (Uzx/Izx) > KZmin*Zzd (x) =0. 9*Zzd(x)),貝寸延時Tsl 后判斷為遠方無故障跳閘。
對于中間有開關(guān)站的分段線路發(fā)生遠方無故障跳閘采取下面的措施，如附 圖2所示，設(shè)共有N(N》0)個開關(guān)站，分段線路開關(guān)分別距離裝置 x,，x2,…,A,…,Xw,;c泡處，距離裝置^ (l《k《N+l)處的開路阻抗為Zzd(^),則 檢測測量阻抗對于任意一處xj禹足l.hZzdGJ > (Uzx/Izx) >0. ^Zzd(&)即 可認為滿足遠方無故障跳的阻抗判斷條件。
權(quán)利要求
1、一種基于本地測量識別開斷點距離的無故障跳閘判據(jù)，其特征在于，包括以下步驟:(1)首先檢測突變量啟動，記錄啟動時刻，保存啟動前電流、功率、開關(guān)位置信號(HWJ)信息；(2)檢測啟動前200ms的功率，判斷其絕對值|P_|是否滿足大于或等于設(shè)定定值PS1；(3)判斷擾動過程中電流是否出現(xiàn)急速下降過程；(4)若啟動過程中檢測到開關(guān)位置信號(HWJ)消失，又檢測到電流接近為0，即有兩相電流有效值I≤KI*In，KI為電流裕度系數(shù)，則經(jīng)Ts1延時后，判斷為本地?zé)o故障跳閘；(5)若不滿足步驟(4)的條件，則裝置檢測啟動后電流、有功功率、無功功率、正序阻抗，如果電流穩(wěn)定在一個較低數(shù)值，線路潮流全部是容性無功功率，測量阻抗等于事先整定好的開路阻抗，則延時Ts1后判斷為遠方無故障跳閘。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于本地測量識別開斷點距離的無故障跳閘 判據(jù)，其特征在于，所述步驟(5)遠方無故障跳閘判據(jù)為當(dāng)滿足兩相電流有 效值1<定值IS1;有功功率I Pt I <定值PS2 ;無功功率Qt<0，且| Qt | > KQ*3*Uzx*Izx , KQ為無功功率裕度系數(shù)，Uzx是正序電壓，Izx是正序電流； 測量正序阻抗(Uzx/Izx) >KZmin*Zzd(x)iL(Uzx/Izx)《KZmax*Zzd (x) ， Zzd (x) 是距離裝置x公里處開路時的測量阻抗幅值(可整定)，KZmin、 KZmax分別是阻 抗裕度系數(shù)，則經(jīng)Tsl延時后，判斷遠方無故障跳閘。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于本地測量識別開斷點距離的遠方無故障 跳閘判據(jù)，其特征在于，所述步驟(5)的遠方無故障跳閘判據(jù)進一步包括對于中間有開關(guān)站的分段線路，設(shè)共有N(N》0)個開關(guān)站，分段線路開關(guān)分別距離 裝置想，X2，…，;c,，…，Xn,Xn+1卵處，距離裝置<formula>formula see original document page 3</formula>處的開路阻抗為Zzd(xk)， 則檢測測量阻抗對于任意一處&滿足<formula>formula see original document page 3</formula>), 即可認為滿足遠方無故障跳的阻抗判斷條件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于本地測量識別開斷點距離的無故障跳閘判據(jù)。本發(fā)明包括以下步驟首先檢測突變量啟動，記錄啟動時刻，保存啟動前電流、功率、開關(guān)位置信號信息；檢測啟動前200ms的功率；判斷擾動過程中電流是否出現(xiàn)急速下降過程；若啟動過程中檢測到開關(guān)位置信號消失，又檢測到電流接近為0，則經(jīng)延時后，判斷為本地?zé)o故障跳閘；若電流不接近為0，則裝置檢測啟動后電流、有功功率、無功功率、正序阻抗，如果電流穩(wěn)定在一個較低數(shù)值，線路潮流全部是容性無功功率，測量阻抗等于事先整定好的開路阻抗，則延時后判斷為遠方無故障跳閘。本發(fā)明可有效地區(qū)分本側(cè)跳、遠方跳及潮流轉(zhuǎn)移過程，在分段線路中也有很好的適用性。
文檔編號H02H3/02GK101388543SQ20081015525
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者姬長安, 張長銀, 徐海波, 方勇杰, 曹一中, 李惠軍, 李雪明, 羅劍波, 薛禹勝, 陳永華 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院;南京南瑞集團公司