一種電力系統(tǒng)配電網(wǎng)距離保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法及結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)配電網(wǎng)距離保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：S1獲取配電網(wǎng)首端的三相電壓和電流的瞬時(shí)信號(hào)；S2計(jì)算三相電壓和電流的第一、第二參數(shù)；S3計(jì)算電壓和電流的序分量的第一、第二參數(shù)；S4計(jì)算電壓和電流序分量的第三、第四參數(shù)；S5計(jì)算電壓和電流序正負(fù)分量第一到第四參數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)，計(jì)算電流序分量第一、第二參數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)；S6計(jì)算故障點(diǎn)距離電網(wǎng)首端的距離X1；S7計(jì)算三相或兩相短路點(diǎn)距離配電網(wǎng)首端的距離X2；S8求解認(rèn)定故障距離并判斷保護(hù)是否動(dòng)作。本發(fā)明只需采樣首端電流電壓同步參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)，且該距離保護(hù)采用兩個(gè)獨(dú)立計(jì)算模塊分析故障距離，聯(lián)合判斷保護(hù)動(dòng)作行為，提高了距離保護(hù)的可靠性。
【專利說明】—種電力系統(tǒng)配電網(wǎng)距離保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法及結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)線路距離保護(hù)方法，特別是一種基于故障網(wǎng)絡(luò)和阻抗角兩種原理獨(dú)立計(jì)算，綜合分析的測(cè)距式距離保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，配電網(wǎng)規(guī)模也在逐步擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也更復(fù)雜，對(duì)安全運(yùn)行要求的不斷提高，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)原理和故障診斷技術(shù)已經(jīng)漸漸不能適應(yīng)不斷發(fā)展的系統(tǒng)要求。距離保護(hù)1、2段能夠保證選擇性，比電流電壓保護(hù)的靈敏度高。但距離保護(hù)會(huì)受到過渡電阻的影響，且阻抗繼電器接線方式復(fù)雜，容易故障，不易維護(hù)。因此，為了提高距離保護(hù)的可靠性，有必要從原理上消除過渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響，規(guī)避阻抗繼電器的弱點(diǎn)，同時(shí)提高距離保護(hù)的快速性。
[0003]目前距離保護(hù)的實(shí)現(xiàn)途徑主要有兩種，一種是基于阻抗繼電器實(shí)現(xiàn)，這類距離保護(hù)根據(jù)電壓電流的關(guān)系，計(jì)算出阻抗值，與阻抗繼電器整定值比較，進(jìn)而決定保護(hù)的行為。由于存在過渡電阻，距離保護(hù)可能出現(xiàn)超越、失去方向和區(qū)內(nèi)拒動(dòng)等問題。過渡電阻的影響存在不確定性，對(duì)不同動(dòng)作特性的阻抗繼電器影響程度也不同。故此類距離保護(hù)整定困難，
可靠性較差。
[0004]另一類距離保護(hù)是根據(jù)輸入的電壓和電流的若干點(diǎn)采樣值通過電壓和電流的微分方程計(jì)算出復(fù)阻抗的量值，進(jìn)而計(jì)算出故障距離，然后根據(jù)故障位置判斷保護(hù)的動(dòng)作方式。這類距離保護(hù)所建立微分方程直接求解通常較困難，一般采用近似減少未知數(shù)個(gè)數(shù)或?qū)⒎蔷€性方程線性化，減小求解難度，但會(huì)引入誤差。故一個(gè)可以通過精確模型計(jì)算故障距離，且具有高可靠性的距離保護(hù)是一個(gè)亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)配電網(wǎng)距離保護(hù)實(shí)現(xiàn)方法及結(jié)構(gòu)，通過采集的數(shù)據(jù)，利用兩種獨(dú)立的原理進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，結(jié)合兩種原理計(jì)算結(jié)果綜合決定保護(hù)的動(dòng)作行為，具有較高的可靠性。
[0006]本發(fā)明的目的之一是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種電力系統(tǒng)配電網(wǎng)距離保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟:
[0007]S1.用信號(hào)采集器實(shí)時(shí)測(cè)量配電網(wǎng)首端三相電壓瞬時(shí)信號(hào)uA (t)、uB (t)、uc (t)和二相電流瞬時(shí)信號(hào)iA (t)、iB (t)、ic (t)；
[0008]S2.使用步驟SI獲取的配電網(wǎng)首端三相電壓瞬時(shí)信號(hào)計(jì)算出相電壓第一參數(shù)
[0009]Aua ⑴人(t)、AuC (t),相電壓第二參數(shù) Bua UXBub (t)、BuC (t);使用步驟 SI獲取的配電網(wǎng)首端三相電流瞬時(shí)信號(hào)計(jì)算出相電流第一參數(shù)AiA (t)、AiB (t)、AiC (t),相電流第二參數(shù) Biii (t)、BiB (t)、BiC (t)；
[0010]S3.使用步驟S2獲取的相電壓第一參數(shù)通過瞬時(shí)對(duì)稱分量法求取電壓序分量第一參數(shù)Aul UXAu2 (t)、Aw (t)，使用步驟S2獲取的相電壓第二參數(shù)通過瞬時(shí)對(duì)稱分量法求取電壓序分量第二參數(shù)Bul UXBu2 (t)、BuCI (t)；
[0011]使用步驟S2獲取的相電流第一參數(shù)通過瞬時(shí)對(duì)稱分量法求取電流序分量第一參數(shù)
[0012]Ail (t)、Ai2 (t)、AiQ (t)，使用步驟S2獲取的相電流第二參數(shù)通過瞬時(shí)對(duì)稱分量法求取電流序分量第二參數(shù)Bn (t)、Bi2 (t)、BiQ (t)；
[0013]S4.使用步驟S3所求電壓序分量第一、第二參數(shù)和電流序分量第一、第二參數(shù)計(jì)算電流序分量的第三、第 四參數(shù)以及電壓序分量的第三、第四參數(shù)；
[0014]電流正序分量第三參數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)配電網(wǎng)距離保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 51.用信號(hào)采集器實(shí)時(shí)測(cè)量配電網(wǎng)首端三相電壓瞬時(shí)信號(hào)UA(t)、uB (t),uc (t)和三相電流瞬時(shí)信號(hào)iA⑴、iB (t)、ic (t)； 52.使用步驟SI獲取的配電網(wǎng)首端三相電壓瞬時(shí)信號(hào)計(jì)算出相電壓第一參數(shù) Aua (t), Aub (t)、AuC (t),相電壓第二參數(shù) Bua UXBub (t)、BuC (t);使用步驟 SI 獲取的配電網(wǎng)首端三相電流瞬時(shí)信號(hào)計(jì)算出相電流第一參數(shù)AiA (t)、AiB (t)、AiC (t),相電流第二參數(shù) Biii (t)、BiB (t)、BiC (t)； 53.使用步驟S2獲取的相電壓第一參數(shù)通過瞬時(shí)對(duì)稱分量法求取電壓序分量第一參數(shù) Aul (t)、Au2 (t)、AiCI (t)，使用步驟S2獲取的相電壓第二參數(shù)通過瞬時(shí)對(duì)稱分量法求取電壓序分量第二參數(shù)Bul UXBu2 (t)、BuCI (t)； 使用步驟S2獲取的相電流第一參數(shù)通過瞬時(shí)對(duì)稱分量法求取電流序分量第一參數(shù)Ail (t)、Ai2 (t), Ai0 (t)，使用步驟S2獲取的相電流第二參數(shù)通過瞬時(shí)對(duì)稱分量法求取電流序分量第二參數(shù)Bn (t)、Bi2 (t)、BiQ (t)； 54.使用步驟S3所求電壓序分量第一、第二參數(shù)和電流序分量第一、第二參數(shù)計(jì)算電流正序分量的第三、第四參數(shù)以及電壓正序分量的第三、第四參數(shù)； 電流正序分量第三參數(shù)Ailg (t)=An (t)-An (t-T) 電流正序分量第四參數(shù)Bilg (t)=Bn (t)-Bn (t-T) 電壓正序分量第三參數(shù)Aulg (t) =Aul (t) -Aul (t-T) 電壓正序分量第四參數(shù)Bulg (t)=Bul (t)-Bul (t-T) 其中:T為基波周期； 55.求取電壓正負(fù)序分量一階導(dǎo)數(shù)的第一、第二、第三、第四參數(shù)，求取電流正負(fù)序分量一階導(dǎo)數(shù)的第一、第二、第三、第四參數(shù)，求取電流正負(fù)序分量二階導(dǎo)數(shù)的第一、第二參數(shù)； 56.利用電壓正負(fù)序分量一階導(dǎo)數(shù)的第一、第二、第三、第四參數(shù)，電流正負(fù)序分量一階導(dǎo)數(shù)的第一、第二、第三、第四參數(shù)以及電流正負(fù)序分量電流正負(fù)序分量二階導(dǎo)數(shù)的第一、第二參數(shù)計(jì)算故障點(diǎn)距離電網(wǎng)首端的距離X1 ； 57.使用步驟S3求得的電壓序分量第一、第二參數(shù)和電流序分量第一、第二參數(shù)求得三相或兩相短路點(diǎn)距離配電網(wǎng)首端的距離X2 ； 58.設(shè)定閾值e，Xi與X2比較，如果|X1-X2|，e,則取X= (X1+X2)/2，保護(hù)動(dòng)作，否則不動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)距離保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述步驟S1中采集三相電壓/電流瞬時(shí)信號(hào)的時(shí)間間隔為T1，序列長(zhǎng)度為N，且0.05ms ≤T1 ≤ 5ms, 10 ≤ N ≤ 10000。
3.用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利I或2所述的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)距離保護(hù)方法的結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括信號(hào)采集器、正弦逼近處理器、序分量獲取器、故障分量及導(dǎo)數(shù)求取模塊、第一保護(hù)模塊、第二保護(hù)模塊和綜合分析處理器，所述信號(hào)采集器與正弦逼近處理器連接，正弦逼近處理器與序分量獲取器連接，序分量獲取器的輸出信號(hào)分別輸入到故障分開量及導(dǎo)數(shù)求取模塊、第一保護(hù)模塊和第二保護(hù)模塊中；故障分量及導(dǎo)數(shù)求取模塊輸出信號(hào)輸入到第二保護(hù)模塊中第一保護(hù)模塊和第二保護(hù)模塊的輸出信號(hào)輸入到綜合分析處理器中；所述信號(hào)采集器用于實(shí)時(shí)測(cè)量配電網(wǎng)首端三相電壓瞬時(shí)信號(hào)和三相電流瞬時(shí)信號(hào)； 所述正弦逼近處理器通過瞬時(shí)電壓/電流求取相電壓/相電流的第一和第二參數(shù)； 所述序分量獲取器通過相電壓/電流的第一和第二參數(shù)獲得電壓/電流各序分量的第一、第二、第三、第四參數(shù)； 所述第一保護(hù)模塊利用故障網(wǎng)絡(luò)建立的微分方程，計(jì)算故障點(diǎn)距離電網(wǎng)首端的距離Xl； 所述第二保護(hù)模塊利用流經(jīng)過渡電阻的電流、電壓、相位相同來(lái)構(gòu)造微分方程并求得三相或兩相短路點(diǎn)距離配電網(wǎng)首端的距離X2 ； 所述綜合分析處理器用于將第一保護(hù)模塊和第二保護(hù)模塊的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，相差在一定范圍內(nèi)，及認(rèn)定故障距離為(Xl+X2)/2，根據(jù)故障距離即可判斷保護(hù)的動(dòng)作行為。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的述的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述信號(hào)采集器采集信號(hào)的時(shí)間間隔為T1，序列長(zhǎng)度為 N，且 0.05ms ^ T1 ^ 5ms, 10 ≤ N ≤ 10000。
【文檔編號(hào)】H02H7/26GK103683230SQ201310697372
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】何建軍, 羅建, 王一夫, 宋洪賓, 黃靜, 王劍飛, 張開迪, 許宏, 吉暢 申請(qǐng)人:重慶大學(xué), 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司萬(wàn)州供電分公司, 北京中科銳智電氣有限公司