基于虛擬過(guò)渡阻抗的縱聯(lián)保護(hù)系統(tǒng)及其保護(hù)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種基于虛擬過(guò)渡阻抗的縱聯(lián)保護(hù)系統(tǒng)及其保護(hù)方法。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)讀入模塊、保護(hù)計(jì)算模塊和保護(hù)動(dòng)作模塊，數(shù)據(jù)讀入模塊分別與保護(hù)計(jì)算模塊和保護(hù)動(dòng)作模塊相連，保護(hù)計(jì)算模塊和保護(hù)動(dòng)作模塊相連；方法包括：采集線路兩端的序電壓、線路兩端的序電流、線路序阻抗和線路對(duì)地序電容，計(jì)算線路的序虛擬過(guò)渡阻抗，確定是否滿(mǎn)足保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件，并在滿(mǎn)足保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件時(shí)確定是否發(fā)送跳閘信號(hào)。本發(fā)明提供的判據(jù)為故障后的故障全量構(gòu)造的判據(jù)，其對(duì)線路故障識(shí)別準(zhǔn)確，并且無(wú)需對(duì)線路電容進(jìn)行補(bǔ)償。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于虛擬過(guò)渡阻抗的縱聯(lián)保護(hù)系統(tǒng)及其保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于虛擬過(guò)渡阻抗的縱聯(lián)保護(hù)系統(tǒng)及其保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓輸電線路中，傳統(tǒng)縱聯(lián)保護(hù)方法主要有縱聯(lián)方向保護(hù)和電流差動(dòng)保護(hù)。其中電流差動(dòng)保護(hù)靈敏度高，具有天然的選相能力，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，但電流差動(dòng)保護(hù)易受電容電流影響，且當(dāng)區(qū)內(nèi)發(fā)生高阻接地故障時(shí)，由于量測(cè)電流中包含負(fù)荷電流，靈敏度不能保證。零序電流差動(dòng)保護(hù)在正常情況下能夠很好地反映經(jīng)過(guò)渡阻抗接地的不對(duì)稱(chēng)故障，但當(dāng)線路非全相運(yùn)行時(shí)，需要閉鎖保護(hù)。
[0003]針對(duì)電流差動(dòng)保護(hù)易受分布電容的影響和帶過(guò)渡阻抗能力弱的問(wèn)題，諸多學(xué)者進(jìn)行了大量研究。在消除分布電容影響方面，文獻(xiàn)I (伍葉凱、鄒東霞，“電容電流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響及補(bǔ)償方案” [J]，《繼電器》，1997,25(4):4-8)提出了一種自適應(yīng)電容電流補(bǔ)償方案，用于解決區(qū)內(nèi)故障時(shí)受故障點(diǎn)影響導(dǎo)致的補(bǔ)償不精確、降低靈敏度的缺點(diǎn)。文獻(xiàn)2 (桑丙玉、王曉茹，“特高壓長(zhǎng)線路電流差動(dòng)保護(hù)自適應(yīng)電容電流補(bǔ)償方法” [J]，《電力系統(tǒng)保護(hù)與控制》，2010，38 (8):1-5)提出了一種基于時(shí)域的電容電流補(bǔ)償方法，用于同時(shí)補(bǔ)償暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)電容電流。文獻(xiàn)3 (索南加樂(lè)、張懌寧、齊軍、焦在濱，“Π模型時(shí)域電容電流補(bǔ)償?shù)碾娏鞑顒?dòng)保護(hù)研究” [J]，《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》，2006，26 (5): 12-18)提出了一種基于貝隆瑞模型的電流差動(dòng)保護(hù)算法，天然考慮了電容電流的影響，無(wú)需進(jìn)行補(bǔ)償。在減小過(guò)渡阻抗的影響方面，文獻(xiàn)4 (郭征、賀家李，“輸電線縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的新原理” [J]，《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》，2004,28(11):1-5)提出了一種計(jì)及穿越電流穩(wěn)態(tài)量的電流差動(dòng)保護(hù)算法，相比于傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)量電流差動(dòng)保護(hù)，提高了耐受過(guò)渡阻抗能力。文獻(xiàn)5 (湯俊、王曉茹，“反應(yīng)重負(fù)荷下高阻故障的穩(wěn)態(tài)量線路差動(dòng)保護(hù)判據(jù)” [J]，《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》，2008，28 (4):72-77)提出了一種自適應(yīng)電流差動(dòng)保護(hù)判據(jù)，通過(guò)調(diào)節(jié)制動(dòng)系數(shù)提高了保護(hù)的靈敏度。
[0004]上述方法有些需要已知線路電容參數(shù)或補(bǔ)償電容器參數(shù)，有些補(bǔ)償方法較為復(fù)雜，有些在一定程度上具有不確定性。針對(duì)這些問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于虛擬過(guò)渡阻抗的縱聯(lián)保護(hù)系統(tǒng)及其保護(hù)方法，用于識(shí)別故障線路，該方法的原理是，首先利用線路兩端序電壓、序電流相量和線路阻抗推算故障點(diǎn)處虛擬序電壓相量，并將該相量與線路兩端序電流相量和之比定義為虛擬過(guò)渡阻抗，根據(jù)虛擬過(guò)渡阻抗在區(qū)外故障和區(qū)內(nèi)故障呈現(xiàn)的不同特征定位故障，該方法無(wú)需對(duì)線路電容進(jìn)行補(bǔ)償，且不受過(guò)渡阻抗影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于虛擬過(guò)渡阻抗的縱聯(lián)保護(hù)系統(tǒng)及其保護(hù)方法，在無(wú)需對(duì)線路電容進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r下，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障的識(shí)別。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種基于虛擬過(guò)渡阻抗的縱聯(lián)保護(hù)系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)讀入模塊、保護(hù)計(jì)算模塊和保護(hù)動(dòng)作模塊；[0007]所述數(shù)據(jù)讀入模塊分別與保護(hù)計(jì)算模塊和保護(hù)動(dòng)作模塊相連，所述保護(hù)計(jì)算模塊和保護(hù)動(dòng)作模塊相連；
[0008]所述數(shù)據(jù)讀入模塊用于采集線路兩端的序電壓、線路兩端的序電流、線路序阻抗和線路對(duì)地序電容，并將線路兩端的序電壓、線路兩端的序電流和線路序阻抗發(fā)送至保護(hù)計(jì)算模塊，將線路對(duì)地序電容發(fā)送至保護(hù)動(dòng)作模塊；
[0009]所述保護(hù)計(jì)算模塊用于根據(jù)線路兩端的序電壓、線路兩端的序電流和線路序阻抗計(jì)算線路的序虛擬過(guò)渡阻抗，并將線路的序虛擬過(guò)渡阻抗發(fā)送至保護(hù)動(dòng)作模塊；
[0010]所述保護(hù)動(dòng)作模塊用于確定是否滿(mǎn)足保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件，并在滿(mǎn)足保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件時(shí)，根據(jù)線路對(duì)地序電容和線路的序虛擬過(guò)渡阻抗確定是否發(fā)送跳閘信號(hào)。
[0011]一種基于虛擬過(guò)渡阻抗的縱聯(lián)保護(hù)方法，其特征是所述方法包括:
[0012]步驟1:采集線路兩端的序電壓、線路兩端的序電流、線路序阻抗和線路對(duì)地序電容；
[0013]步驟2:計(jì)算線路的序虛擬過(guò)渡阻抗；
[0014]步驟3:確定是否滿(mǎn)足保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件，并在滿(mǎn)足保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件時(shí)確定是否發(fā)送跳閘信號(hào)。
[0015]所述計(jì)算線路的序虛擬過(guò)渡阻抗采用公式
【權(quán)利要求】
1.一種基于虛擬過(guò)渡阻抗的縱聯(lián)保護(hù)系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)讀入模塊、保護(hù)計(jì)算模塊和保護(hù)動(dòng)作模塊； 所述數(shù)據(jù)讀入模塊分別與保護(hù)計(jì)算模塊和保護(hù)動(dòng)作模塊相連，所述保護(hù)計(jì)算模塊和保護(hù)動(dòng)作模塊相連； 所述數(shù)據(jù)讀入模塊用于采集線路兩端的序電壓、線路兩端的序電流、線路序阻抗和線路對(duì)地序電容，并將線路兩端的序電壓、線路兩端的序電流和線路序阻抗發(fā)送至保護(hù)計(jì)算模塊，將線路對(duì)地序電容發(fā)送至保護(hù)動(dòng)作模塊； 所述保護(hù)計(jì)算模塊用于根據(jù)線路兩端的序電壓、線路兩端的序電流和線路序阻抗計(jì)算線路的序虛擬過(guò)渡阻抗，并將線路的序虛擬過(guò)渡阻抗發(fā)送至保護(hù)動(dòng)作模塊； 所述保護(hù)動(dòng)作模塊用于確定是否滿(mǎn)足保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件，并在滿(mǎn)足保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件時(shí)，根據(jù)線路對(duì)地序電容和線路的序虛擬過(guò)渡阻抗確定是否發(fā)送跳閘信號(hào)。
2.一種基于虛擬過(guò)渡阻抗的縱聯(lián)保護(hù)方法，其特征是所述方法包括: 步驟1:采集線路兩端的序電壓、線路兩端的序電流、線路序阻抗和線路對(duì)地序電容； 步驟2:計(jì)算線路的序虛擬過(guò)渡阻抗； 步驟3:確定是否滿(mǎn)足保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件，并在滿(mǎn)足保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件時(shí)確定是否發(fā)送跳閘信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)方法，其特征是所述計(jì)算線路的序虛擬過(guò)渡阻抗采用公
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的保護(hù)方法，其特征是所述保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件包括正序保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件、負(fù)序保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件和零序保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件； 其中，所述正序保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件為I乙I > |4,,I: 所述負(fù)序保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件為IId2l>lIsrt2I ； 所述零序保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件為IIdtlI>IIsrttJ ； 其中，Idi為線路兩端保護(hù)安裝處的序電流之和，即Wlni ； Iseti為序啟動(dòng)元件的啟動(dòng)定值； i=0、I或2，分別代表零序、正序或負(fù)序。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的保護(hù)方法，其特征是所述在滿(mǎn)足保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件時(shí)確定是否發(fā)送跳閘信號(hào)具體為: 當(dāng)滿(mǎn)足正序保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件時(shí)，如果Iimag(Zgl) |〈|0.05Ζε1|，則發(fā)送跳閘信號(hào)； 當(dāng)滿(mǎn)足負(fù)序保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件時(shí)，如果Iimag(Zg2) <0.3Ze2|，則發(fā)送跳閘信號(hào)；當(dāng)滿(mǎn)足零序保護(hù)判據(jù)啟動(dòng)條件時(shí)，如果Iimag(Zgtl) <|0.3Z?！梗瑒t發(fā)送跳閘信號(hào)；其中，Zgi為線路的序虛擬過(guò)渡阻抗；Zci為線路對(duì)地正序電容；i=0、l或2,分別代表零序、正序或負(fù)序；imag(.)為取虛 部運(yùn)算。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK103795042SQ201410060103
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】馬靜, 裴迅, 馬偉, 閆新, 王增平 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)