距離保護(hù)方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)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)是反映故障點(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(dòng)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(cè)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(cè) 量阻抗。當(dāng)短路點(diǎn)距距離保護(hù)安裝處近時(shí)，其測(cè)量阻抗小，動(dòng)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(cè)量阻抗增大，動(dòng)作時(shí)間增長(zhǎng)，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。距離保護(hù)與電流、電壓保護(hù)相比，其保護(hù)范圍與靈敏度受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響 較小，能滿足復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)快速、有選擇性地切除故障元件的要求，因此在高壓和超高壓輸電線 路上獲得廣泛應(yīng)用。
[0004] 然而，距離保護(hù)在非金屬性故障情況下容易拒動(dòng)或誤動(dòng)，給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行 帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。所謂非金屬性故障是指例如線路通過樹木放電、擊穿空氣放電等形成的短 路故障。
[0005] 針對(duì)傳統(tǒng)距離保護(hù)在非金屬性故障情況抗過渡電阻能力差的問題，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù) 人員采用了一些技術(shù)方案，并取得一定成果。根據(jù)保護(hù)發(fā)明所用信息可分為單端法和雙端 法；單端法主要從避免過渡電阻的角度出發(fā)，如通過自適應(yīng)調(diào)整保護(hù)動(dòng)作邊界增強(qiáng)抗過渡 電阻能力；或在測(cè)量阻抗中消除故障附加阻抗，使測(cè)量阻抗能準(zhǔn)確反映實(shí)際故障位置。雙端 法主要從過渡電阻自身故障特征的角度出發(fā)，如利用線路兩端有功功率構(gòu)造差動(dòng)保護(hù)；或 通過計(jì)算過渡電阻消耗的有功功率識(shí)別高阻接地故障。但是該些技術(shù)方案需借助通訊通道 傳輸線路對(duì)端信息，因此存在難W實(shí)時(shí)調(diào)整控制、難W實(shí)際應(yīng)用的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提出一種基于阻抗復(fù)數(shù)平面的距離保護(hù)方法 和系統(tǒng)。本發(fā)明中根據(jù)距離保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗、故障阻抗和故障附加阻抗在阻抗復(fù)數(shù) 平面上的幾何分布關(guān)系，分別計(jì)算距離保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗、故障阻抗與故障附加阻抗 的夾角；在此基礎(chǔ)上，利用S角形邊角關(guān)系計(jì)算故障阻抗，通過判斷故障阻抗是否落入距離 保護(hù)動(dòng)作區(qū)域，因此構(gòu)建了距離保護(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。
[000引一種距離保護(hù)方法，包括步驟：
[0009] 4、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4;、距離保護(hù)安裝處的零序電流。、距離保護(hù)整定值和距離保護(hù)所在線路阻 抗角狗W;
[0010] B、根據(jù)步驟A中的采集信號(hào)，確定故障阻抗Zf;
[0011] C、根據(jù)所述故障阻抗Zf和距離保護(hù)整定值，確定是否發(fā)送跳閩信號(hào)或者閉鎖信 號(hào)。
[0012] 其中根據(jù)所述故障阻抗Zf和距離保護(hù)整定值，確定是否發(fā)送跳閩信號(hào)或者閉鎖信 號(hào)的步驟為；當(dāng)故障阻抗Zf落入距離保護(hù)整定值限定的距離保護(hù)動(dòng)作區(qū)域內(nèi)時(shí)，發(fā)出跳閩 信號(hào)，距離保護(hù)動(dòng)作；否則，發(fā)送閉鎖信號(hào)，距離保護(hù)不動(dòng)作。
[0013] 另外，步驟B中確定故障阻抗Zf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^>?，確定距離保護(hù) 安裝處的測(cè)量阻抗Z，" W及測(cè)量阻抗角 4 取化.，
[0015] B02、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電流4、負(fù)序電流4。、零序電流人,。，確定故障附加 阻抗角Pz；
[0016] B03、根據(jù)距離保護(hù)所在線路阻抗角狗和故障附加阻抗角，確定距離保護(hù)安裝 處的測(cè)量阻抗與故障附加阻抗的夾角巧，其中巧=is〇°-犧《+Pz;
[0017]B04、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗角與故障附加阻抗角P2,確定故障阻抗 與故障附加阻抗的夾角02，其中扔=斯-;
[001引B05、確定故障阻抗為其中
【主權(quán)項(xiàng)】
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、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/",2、距離保護(hù)安裝處的零序電流U、距離保護(hù)整定值和距離保護(hù)所在線路阻抗角 B、 根據(jù)步驟A中的采集信號(hào)，確定故障阻抗Zf; C、 根據(jù)所述故障阻抗Zf和距離保護(hù)整定值，確定是否發(fā)送跳閘信號(hào)或者閉鎖信號(hào)。
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，根據(jù)所述故障阻抗Zf和距離 保護(hù)整定值，確定是否發(fā)送跳閘信號(hào)或者閉鎖信號(hào)的步驟為：當(dāng)故障阻抗Zf落入距離保護(hù) 整定值限定的距離保護(hù)動(dòng)作區(qū)域內(nèi)時(shí)，發(fā)出跳閘信號(hào)，距離保護(hù)動(dòng)作；否則，發(fā)送閉鎖信號(hào)， 距離保護(hù)不動(dòng)作。
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，步驟B中確定故障阻抗Z,的 方法為： B01、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電壓Vh和距離保護(hù)安裝處的電流t確定距離保護(hù)安裝 m y
B02、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電流/,,、負(fù)序電流/m2、零序電流L。，確定故障附加阻抗 B03、根據(jù)距離保護(hù)所在線路阻抗角和故障附加阻抗角％，確定距離保護(hù)安裝處的 測(cè)量阻抗與故障附加阻抗的夾角A，其中9^180"-; B04、根據(jù)距離保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗角與故障附加阻抗角A，確定故障阻抗與故障 附加阻抗的夾角％，其中％=I-? ;
4. 根據(jù)權(quán)利要求3中所述的距離保護(hù)方法，其特征在于，當(dāng)故障為單相接地故障時(shí)，所
5. 根據(jù)權(quán)利要求3中所述的距離保護(hù)方法，其特征在于，當(dāng)故障為兩相短路故障時(shí)，所
6. 根據(jù)權(quán)利要求3中所述的距離保護(hù)方法，其特征在于，當(dāng)故障為兩相接地故障時(shí)，所
7. 根據(jù)權(quán)利要求3中所述的距離保護(hù)方法，其特征在于，當(dāng)故障為三相短路故障時(shí)，所 述故障附加阻抗角％為〇。
8. -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、阻抗角計(jì)算 模塊、故障阻抗計(jì)算模塊和保護(hù)動(dòng)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/m、 距離保護(hù)安裝處的負(fù)序電流/m2、距離保護(hù)安裝處的零序電流4。、距離保護(hù)整定值和距離 保護(hù)所在線路阻抗角，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至阻抗角計(jì)算模塊； 所述阻抗角計(jì)算模塊用于根據(jù)距離保護(hù)安裝處的電壓&w和距離保護(hù)安裝處的電流
的電流t、負(fù)序電流/m2、零序電流L。，計(jì)算故障附加阻抗角％ ;以及根據(jù)距離保護(hù)所在線 路阻抗角％#和故障附加阻抗角A，計(jì)算距離保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗與故障附加阻抗的夾 角,其中0=180°-UA;之后根據(jù)距離保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗角％與故障附加阻抗角 死，計(jì)算故障阻抗與故障附加阻抗的夾角％，其中 ; 所述故障阻抗計(jì)算模塊用于根據(jù)阻抗角計(jì)算模塊的結(jié)果，計(jì)算故障阻抗為
所述保護(hù)動(dòng)作模塊，用于根據(jù)所述故障阻抗Zf和距離保護(hù)整定值，確定是否發(fā)送跳閘 信號(hào)或者閉鎖信號(hào)。
9. 權(quán)利要求8中所述的距離保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述阻抗角計(jì)算模塊根據(jù)距離保 護(hù)安裝處的電流I、負(fù)序電流/m2、零序電流^。，計(jì)算故障附加阻抗角％的方式為：
其中arg為復(fù)數(shù)的相角。
10. 權(quán)利要求8中所述的距離保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述保護(hù)動(dòng)作模塊，用于根據(jù)所 述故障阻抗Zf和距離保護(hù)整定值，確定是否發(fā)送跳閘信號(hào)或者閉鎖信號(hào)的方式為：當(dāng)故障 阻抗&落入距離保護(hù)整定值限定的距離保護(hù)動(dòng)作區(qū)域內(nèi)時(shí)，發(fā)出跳閘信號(hào)，距離保護(hù)動(dòng)作； 否則，發(fā)送閉鎖信號(hào)，距離保護(hù)不動(dòng)作。
【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)安裝處的零序電流距離保護(hù)整定值和距離保護(hù)所在線路阻抗角B、根據(jù)步驟A中的采集信號(hào)，確定故障阻抗Zf；C、根據(jù)所述故障阻抗Zf和距離保護(hù)整定值，確定是否發(fā)送跳閘信號(hào)或者閉鎖信號(hào)。利用本發(fā)明的距離保護(hù)方法和系統(tǒng)，能夠避免過渡電阻的影響，在各種情況下距離保護(hù)均能正確動(dòng)作。
【IPC分類】H02H7-26
【公開號(hào)】CN104716634
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510031273
【發(fā)明人】馬靜, 馬偉, 陳亦駿, 孫呂祎
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日