距離保護(hù)方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種距離保護(hù)方法和系統(tǒng)，所述距離保護(hù)方法包括：A、采集距離保護(hù)安裝處的電壓距離保護(hù)安裝處的電流距離保護(hù)安裝處的負(fù)序電流距離保護(hù)整定阻抗邊界值ZMN和距離保護(hù)所在線路阻抗角B、根據(jù)步驟A中的采集信號，確定距離保護(hù)安裝處的測量阻抗Zm和自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗；C、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的測量阻抗Zm和自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗，確定是否發(fā)送跳閘信號或者閉鎖信號。利用本發(fā)明的距離保護(hù)方法和系統(tǒng)，能夠消除過渡電阻對距離保護(hù)的影響，實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)的正確動作。
【專利說明】距離保護(hù)方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及到電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 距離保護(hù)是反應(yīng)故障點(diǎn)至距離保護(hù)安裝處之間的距離或阻抗，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近 而確定動作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。該裝置的主要元件為距離或阻抗繼電器，它可根據(jù)其端 子上所加的電壓和電流測知距離保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)間的阻抗值，此阻抗稱為繼電器的測 量阻抗。當(dāng)短路點(diǎn)距距離保護(hù)安裝處近時(shí)，其測量阻抗小，動作時(shí)間短；當(dāng)短路點(diǎn)距距離保 護(hù)安裝處遠(yuǎn)時(shí)，其測量阻抗增大，動作時(shí)間增長，該樣就保證了距離保護(hù)有選擇性地切除故 障線路。
[0003] 用電壓與電流的比值構(gòu)成的繼電保護(hù)，又稱阻抗距離保護(hù)。阻抗元件的阻抗值是 接入該元件的電壓與電流的比值，也就是短路點(diǎn)至距離保護(hù)安裝處的阻抗值。因線路的阻 抗值與距離成正比，所W叫距離保護(hù)或阻抗保護(hù)。距離保護(hù)分為接地距離保護(hù)和相間距離 保護(hù)等。距離元件作為繼電距離保護(hù)的重要組成部分，在高壓和超高壓輸電線路上廣泛應(yīng) 用。
[0004] 然而，在實(shí)際運(yùn)行中，過渡電阻對距離保護(hù)的動作性能將產(chǎn)生嚴(yán)重影響，易引起距 離保護(hù)拒動或誤動的情況發(fā)生。因此，該問題亟需重點(diǎn)解決。其中過渡電阻是一種瞬間狀 態(tài)的電阻。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生相間短路或相對地短路時(shí)，短路電流從一相流到另一相或從一 相流入接地部位的途徑中所通過的電阻。短路點(diǎn)存在過渡電阻時(shí)，使距離保護(hù)安裝處的測 量阻抗發(fā)生變化，因此可能導(dǎo)致距離保護(hù)拒動或誤動。
[0005] 針對如何避免過渡電阻對距離保護(hù)的干擾，現(xiàn)有技術(shù)中主要包括兩種思路；其一， 構(gòu)造自適應(yīng)阻抗繼電器，通過調(diào)整距離保護(hù)邊界提高抗過渡電阻能力。其二，在測量阻抗中 補(bǔ)償附加阻抗部分，使測量阻抗準(zhǔn)確反映實(shí)際故障距離。上述兩類保護(hù)方案較一般距離保 護(hù)具有其優(yōu)勢，但在方案構(gòu)建的過程中，均未利用故障點(diǎn)的電壓信息改善距離保護(hù)的抗過 渡電阻能力，因此存在系統(tǒng)復(fù)雜、精度低等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的距離保護(hù)系統(tǒng)未能充分利用故障點(diǎn)的電壓信息改善距離保護(hù) 的抗過渡電阻能力的缺陷，本發(fā)明根據(jù)系統(tǒng)中電壓與電流的幾何分布特性，建立距離保護(hù) 安裝處與故障點(diǎn)間的電壓降落方程，并確定自適應(yīng)整定系數(shù)，然后，利用故障電流和測量電 流間的相位關(guān)系，確定故障點(diǎn)位置，并通過故障點(diǎn)和整定點(diǎn)的關(guān)系，構(gòu)建了自適應(yīng)距離保護(hù) 的新判據(jù)。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如下。
[0008] -種距離保護(hù)方法，包括步驟：
[0009] A、采集距離保護(hù)安裝處的電壓化，、距離保護(hù)安裝處的電流4、距離保護(hù)安裝處 的負(fù)序電流距離保護(hù)整定阻抗邊界值z胃和距離保護(hù)所在線路阻抗角狗,w ;
[0010] B、根據(jù)步驟A中的采集信號，確定距離保護(hù)安裝處的測量阻抗Zm和自適應(yīng)距離保 護(hù)整定阻抗；
[0011] C、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的測量阻抗Zm和自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗，確定是否發(fā)送 跳間信號或者閉鎖信號。
[0012] 其中，確定距離保護(hù)安裝處的測量阻抗Zm的方法為；根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電壓 ^>"^余^距離保護(hù)安裝處的電流之來作為距離保護(hù)安裝處的測量阻抗Zm。
[0013] 另外，確定自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗的方法為：
[0014] 801、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電壓^>,"和距離保護(hù)安裝處的電流4? ^十算距離保護(hù) 安裝處的電壓與電流間夾角，其中巧=arg^ arg為復(fù)數(shù)的幅角；
[0015] B02、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電流4和距離保護(hù)安裝處的負(fù)序電流，計(jì)算距離 保護(hù)安裝處電流與故障點(diǎn)電壓間夾角￥，其中v^ = arg ^ ; V^w2 J
[0016] B03、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電壓與電流間的夾角心、距離保護(hù)安裝處的電流與 故障點(diǎn)電壓間的夾角V、距離保護(hù)整定阻抗邊界值2"和距離保護(hù)所在線路阻抗角狗W計(jì) 算自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗，其中自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗 [001 71

【權(quán)利要求】
1. 一種距離保護(hù)方法，包括步驟： A、 采集距離保護(hù)安裝處的電壓?>Μ、距離保護(hù)安裝處的電流/m、距離保護(hù)安裝處的負(fù) 序電流/m2、距離保護(hù)整定阻抗邊界值Zm和距離保護(hù)所在線路阻抗角; B、 根據(jù)步驟A中的采集信號，確定距離保護(hù)安裝處的測量阻抗Zm和自適應(yīng)距離保護(hù)整 定阻抗； C、 根據(jù)距離保護(hù)安裝處的測量阻抗Zm和自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗，確定是否發(fā)送跳閘 信號或者閉鎖信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的距離保護(hù)方法，其特征在于，確定距離保護(hù)安裝處的測量 阻抗方法為：根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電壓除以距離保護(hù)安裝處的電流來作為距 離保護(hù)安裝處的測量阻抗Zm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的距離保護(hù)方法，其特征在于，確定自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻 抗的方法為： B01、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電壓Jw和距離保護(hù)安裝處的電流I，計(jì)算距離保護(hù)安裝 處的電壓與電流間夾角其中奶,,.=arg為復(fù)數(shù)的幅角； Ul ? in? B02、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電流匕和距離保護(hù)安裝處的負(fù)序電流/,"2，計(jì)算距離保護(hù) 安裝處電流與故障點(diǎn)電壓間夾角Ψ，其中V=arg^ ; B03、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電壓與電流間的夾角％、距離保護(hù)安裝處的電流與故障 點(diǎn)電壓間的夾角Ψ、距離保護(hù)整定阻抗邊界值2_和距離保護(hù)所在線路阻抗角計(jì)算自 適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗，其中自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗
單電源系統(tǒng) <為單電源系統(tǒng)中的自適應(yīng)整定系數(shù)且 雙電源系統(tǒng)
,cos(90° ^^ka為雙電源系統(tǒng)中的自適應(yīng)整定系數(shù)i
4. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的距離保護(hù)方法，其特征在于，根據(jù)距離保護(hù)安裝處的測量 阻抗Zm和自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗，確定是否發(fā)送跳閘信號或者閉鎖信號的步驟包括： C01、以阻抗平面原點(diǎn)為圓心，自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗的幅值為半徑建立自適應(yīng)距離 保護(hù)動作判據(jù)全阻抗圓，判斷距離保護(hù)安裝處的測量阻抗是否落入所述自適應(yīng)距離保護(hù)動 作判據(jù)全阻抗圓； C02、如果距離保護(hù)安裝處的測量阻抗落入所述自適應(yīng)距離保護(hù)動作判據(jù)全阻抗圓內(nèi) 或圓上時(shí)，發(fā)送跳閘信號；如果距離保護(hù)安裝處的測量阻抗落在所述自適應(yīng)距離保護(hù)動作 判據(jù)全阻抗圓外時(shí)，發(fā)送閉鎖信號。
5. -種距離保護(hù)系統(tǒng)，所述距離保護(hù)系統(tǒng)包括順序相連的數(shù)據(jù)讀入模塊、距離保護(hù)計(jì) 算模塊和距離保護(hù)動作模塊； 所述數(shù)據(jù)讀入模塊用于采集距離保護(hù)安裝處的電壓"、距離保護(hù)安裝處的電流之、 距離保護(hù)安裝處的負(fù)序電流、距離保護(hù)整定阻抗邊界值Zm和距離保護(hù)所在線路阻抗角 %?，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至距離保護(hù)計(jì)算模塊； 所述距離保護(hù)計(jì)算模塊用于根據(jù)數(shù)據(jù)讀入模塊采集的數(shù)據(jù)，確定距離保護(hù)安裝處的測 量阻抗ZdP自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗； 所述距離保護(hù)動作模塊用于根據(jù)距離保護(hù)安裝處的測量阻抗Zm和自適應(yīng)距離保護(hù)整 定阻抗，確定是否發(fā)送跳閘信號或者閉鎖信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5中所述的距離保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述距離保護(hù)計(jì)算模塊包括 測量阻抗計(jì)算單元和自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗計(jì)算單元，其中測量阻抗計(jì)算單元根據(jù)距離 保護(hù)安裝處的電壓除以距離保護(hù)安裝處的電流t來作為距離保護(hù)安裝處的測量阻抗Zm; 自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗計(jì)算單元根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電壓?>Μ和距離保護(hù)安裝處 的電流^，計(jì)算距離保護(hù)安裝處的電壓與電流間夾角％，其中％,.=arg為復(fù)數(shù)的 L， 幅角； 自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗計(jì)算單元還根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電流^和距離保護(hù)安裝 a^ 處的負(fù)序電流/^，計(jì)算距離保護(hù)安裝處電流與故障點(diǎn)電壓間夾角Ψ，其中; \Im2J 隨后根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電壓與電流間的夾角％、距離保護(hù)安裝處的電流與故障 點(diǎn)電壓間的夾角Ψ、距離保護(hù)整定阻抗邊界值2_和距離保護(hù)所在線路阻抗角計(jì)算自適 K\ZmI單電源系統(tǒng) 應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗，其中自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗Zset為 K\^mn\雙電源系統(tǒng) ， <為單電源系統(tǒng)中的自適應(yīng)整定系數(shù)且 I)匕為雙電源系統(tǒng)中的自適應(yīng)整定系數(shù)且=c〇s(9〇c,~^~v/)° huuPui， sm(^/z. +y/)
7. 根據(jù)權(quán)利要求5中所述的距離保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述距離保護(hù)動作模塊包括 阻抗分析單元和信號產(chǎn)生單元，其中： 阻抗分析單元以阻抗平面原點(diǎn)為圓心，自適應(yīng)距離保護(hù)整定阻抗的幅值為半徑建立自 適應(yīng)距離保護(hù)動作判據(jù)全阻抗圓，判斷距離保護(hù)安裝處的測量阻抗是否落入所述自適應(yīng)距 離保護(hù)動作判據(jù)全阻抗圓； 信號產(chǎn)生單元用于如果距離保護(hù)安裝處的測量阻抗落入所述自適應(yīng)距離保護(hù)動作判 據(jù)全阻抗圓內(nèi)或圓上時(shí)，發(fā)送跳閘信號；如果距離保護(hù)安裝處的測量阻抗落在所述自適應(yīng) 距離保護(hù)動作判據(jù)全阻抗圓外時(shí)，發(fā)送閉鎖信號。
【文檔編號】H02H7/26GK104466928SQ201510005265
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2015年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月6日
【發(fā)明者】馬靜, 閆新, 林一峰, 劉暢 申請人:華北電力大學(xué)