專利名稱：一種自適應(yīng)零序電流網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)接地故障的保護(hù)方法，具體涉及電力系統(tǒng)自適應(yīng)零序電流網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
零序電流保護(hù)具有原理簡單、所需元件少等優(yōu)點(diǎn)。因此，零序電流保護(hù)作為各種接地短路故障的主要保護(hù)，廣泛應(yīng)用于我國35kV及以下電壓等級的中壓電網(wǎng)。傳統(tǒng)零序電流保護(hù)的整定值是利用系統(tǒng)單回線接地故障的特點(diǎn)，通過離線計(jì)算的方式得到的，并在運(yùn)行中保持不變。然而隨著現(xiàn)代供配電網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，饋線接地故障的種類越來越多，也越來越復(fù)雜。當(dāng)多回線發(fā)生接地故障時，會使零序電流的分布特征發(fā)生巨大改變，影響零序電流保護(hù)動作的可靠性；帶有時間差的多點(diǎn)故障更是使作為后備的接地變零序電流保護(hù)誤動作的主要原因之一。對于現(xiàn)有零序電流保護(hù)所采用的固定動作值方式，任何調(diào)整都難以從根本上解決復(fù)雜接地故障所造成的影響，因此必須從保護(hù)原理、策略上加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有零序電流保護(hù)技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出一種自適應(yīng)零序電流網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明可根據(jù)多回線接地故障的特點(diǎn)對動作定值進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整， 最大限度的保證饋線零序電流保護(hù)動作的可靠性，并避免作為后備的接地變零序電流保護(hù)誤動作，從而為電力系統(tǒng)的各種接地故障提供有效保護(hù)。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種自適應(yīng)零序電流網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，分為接地變零序保護(hù)和饋線零序保護(hù)兩個主要部分，其中接地變零序保護(hù)包括以下步驟S11、繼電保護(hù)裝置上電；S12、賦初值給接地變零序保護(hù)整定值Ieasrt ；S13、測得接地變零序電流Ietl的值；S14、判斷是否滿足Ietl ^ Ieasrt，如果滿足，則接地變零序保護(hù)啟動，同時計(jì)時寄存器TG開始計(jì)時，如果不滿足，則返回步驟S13 ；S15、接地變零序保護(hù)的計(jì)時寄存器TG同時接收來自饋線斷路器動作的清零信號;S16、繼續(xù)測量接地變零序電流Iui的值；當(dāng)計(jì)時寄存器TG達(dá)到設(shè)定值Te.srt，則接地變零序保護(hù)動作；饋線零序保護(hù)包括以下步驟S21、繼電保護(hù)裝置上電；S22、賦初值給饋線零序保護(hù)整定值Iuisrt及饋線零序電流下限值Iuiub ；S23、測量本線路并收集除本線路之外的其余各饋線零序電流幅值Iuii，并測量接地變零序電流幅值Igo的值，i = 1,2, ... ,η ；S24、計(jì)算出饋線零序電流幅值的最大值Iuimax = max(ILOi)；
S25、判斷是否同時滿足以下三個條件(I)、收到接地變零序保護(hù)的啟動信號；
(2)> ILo.max ^ Ilo. Ub ;⑶、Igo〉Ilo.max ;如果是，則故障類型系數(shù)為 Kr = Ιιχι._/\。，如果否，貝1J 故障類型系數(shù)為& = I ;S26、得到故障類型系數(shù)后，在線修改饋線零序保護(hù)整定值為I' L0.set = KrIL0.set ；S27、判斷是否滿足Iuii彡I' L0.set, i = 1,2, . . . , η ;如果是,則饋線零序保護(hù)啟動，同時饋線零序保護(hù)的計(jì)時寄存器TL開始計(jì)時，如果否，則返回步驟S23 ；S28、當(dāng)饋線零序保護(hù)的計(jì)時寄存器TL達(dá)到計(jì)時寄存器TL預(yù)設(shè)的設(shè)定值Tksrt，則饋線零序保護(hù)動作切除故障線路；S29、饋線切除后，饋線零序保護(hù)檢測無電流后向接地變零序電流保護(hù)的計(jì)時寄存器TG發(fā)送清零信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)零序電流網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的有益效果在于能夠根據(jù)零序電流的分布特征正確識別接地故障的類型，并在線動態(tài)地修改饋線零序電流保護(hù)的動作定值，保證在線路發(fā)生接地故障時由饋線零序電流保護(hù)優(yōu)先動作；當(dāng)故障饋線跳閘成功時往接地變零序保護(hù)計(jì)時寄存器發(fā)送清零信號，保證接地變零序電流保護(hù)不會因線路相繼切除時的時間差而誤動作。因此本發(fā)明可解決現(xiàn)有零序保護(hù)在多饋線同時故障時的拒誤動問題，大大提高了零序電流保護(hù)的選擇性和可靠性，且該方法只需交換零序電流幅值信息，通信量小，易于工程實(shí)現(xiàn)。


圖I是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)施方式，在實(shí)施例中選取了幾種不同接地故障，對本發(fā)明的保護(hù)特性作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。本發(fā)明自適應(yīng)零序電流網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，可分為接地變零序保護(hù)和饋線零序保護(hù)兩個步驟，其中接地變零序保護(hù)(參見圖I左邊部分)包括以下步驟S11、繼電保護(hù)裝置上電；S12、賦初值給接地變零序保護(hù)整定值Ieasrt ；S13、測得接地變零序電流Ietl的值；S14、判斷是否滿足Ietl ^ Ieasrt，如果滿足，則接地變零序保護(hù)啟動，同時計(jì)時寄存器TG開始計(jì)時，如果不滿足，則返回步驟S13 ；S15、接地變零序保護(hù)的計(jì)時寄存器TG同時接收來自饋線斷路器動作的清零信號 (即饋線跳閘后發(fā)出的清零信號)，即當(dāng)饋線被切除時，接地變零序保護(hù)的計(jì)時寄存器TG清零；S16、繼續(xù)測量接地變零序電流Ietl的值；當(dāng)計(jì)時寄存器TG達(dá)到設(shè)定值Te.set，則接地變零序保護(hù)動作。接地變零序電流保護(hù)的計(jì)時寄存器TG接收來自饋線斷路器動作的清零信號，以防止多回線故障時間差造成的誤動問題。饋線零序保護(hù)(參見圖I右邊部分)包括以下步驟
S21、繼電保護(hù)裝置上電；S22、賦初值給饋線零序保護(hù)整定值Iuisrt及饋線零序電流下限值Iuiub ；S23、測量本線路并收集除本線路之外的其余各饋線零序電流幅值Iuii (i = 1， 2，. . .，η)，并測量接地變零序電流幅值Ietl的值；S24、計(jì)算出饋線零序電流幅值的最大值Iuimax = max(ILOi)；S25、判斷是否同時滿足以下三個條件(1)、收到接地變零序保護(hù)的啟動信號；
(2)> ILo.max ^ Ilo. Ub ;⑶、Igo〉Ilo.max ;如果是，則故障類型系數(shù)為 Kr = Ιιχι._/\。，如果否，貝1J 故障類型系數(shù)為& = I ;S26、得到故障類型系數(shù)后，在線修改饋線零序保護(hù)整定值為I' L0.set = KrIL0.set ；S27、判斷是否滿足ILOi彡Γ L0.set(i = 1,2, · · · , η);如果是，則饋線零序保護(hù)啟動，同時饋線零序保護(hù)的計(jì)時寄存器TL開始計(jì)時，如果否，則返回步驟S23 ；S28、當(dāng)饋線零序保護(hù)的計(jì)時寄存器TL達(dá)到計(jì)時寄存器TL預(yù)設(shè)的設(shè)定值Tksrt，則饋線零序保護(hù)動作切除故障線路；S29、饋線切除后，饋線零序保護(hù)檢測無電流后向接地變零序電流保護(hù)的計(jì)時寄存器TG發(fā)送清零信號。步驟S23-S25是饋線零序電流保護(hù)通過網(wǎng)絡(luò)將測得的所有饋線和接地變的零序電流收集起來，進(jìn)一步算出饋線零序電流中幅值最大的那個量，然后將信息綜合起來。饋線零序電流保護(hù)會根據(jù)零序電流的分布特征正確識別接地故障的類型ιω._與Iwub的比較結(jié)果可判定故障是否存在于饋線之中；接地變零序保護(hù)的啟動信號以及Letl與Iuimax的比較結(jié)果可判定饋線故障的類型。當(dāng)滿足上述所有條件時表明出現(xiàn)了多回線同相接地故障，此時故障類型系數(shù)修改為I = Ιω._/ΙΜ，否則I = I。得到故障類型系數(shù)后，在線修改饋線零序電流保護(hù)的定值為I' L0.set = KrIL0.set, 并判定是哪一回線出現(xiàn)故障，動作并切除故障饋線。當(dāng)饋線被切除后，往接地變零序電流保護(hù)計(jì)時寄存器TG發(fā)送清零信號。此舉目的在于一方面多回線故障可能存在先后的時間差， 另一方面部分故障饋線被切除后會使零序電流重新分布，需要重新判別故障的類型特點(diǎn)， 防止接地變零序保護(hù)產(chǎn)生誤動問題。下面舉一個工程實(shí)施例來做更具體的說明以某IOkV變電站零序保護(hù)數(shù)據(jù)為例，其接地變零序電流保護(hù)的整定值為Ieaset = 75A，延時t⑶.act = Is ;饋線零序電流保護(hù)的整定值為Iuiset = 60A, Iuiub = 20A，tL0.act = O. 6s (即初始化整定值)。情況I :饋線Fl發(fā)生單相接地故障，保護(hù)測得Iuil = Igo = 95A。接地變零序電流保護(hù)經(jīng)判斷滿足Ico > Iea srt，保護(hù)啟動并等待延時；饋線零序電流保護(hù)測量并計(jì)算得ILtimax = Iloi =95A，經(jīng)判斷并不滿足Ietl > Iuimax所以故障類型系數(shù)為& = 1，定值不改變，同時由于Iuil > I' ui.se;t，保護(hù)啟動并等待延時。由于饋線保護(hù)延時比較短，因此經(jīng)O. 6s先于接地變動作。故障饋線被切除后，接地變零序保護(hù)返回。情況2 母線發(fā)生單相接地故障，保護(hù)測得Ietl = 95A。接地變零序電流保護(hù)經(jīng)判斷滿足 Igo > Iea srt，保護(hù)啟動并等待延時；饋線零序電流保護(hù)計(jì)算得Iuimax = 0A,經(jīng)判斷并不滿足Ilo.max彡Uub所以故障類型系數(shù)為& = 1，定值不改變，同時由于Ιωι < Γ M.srt，保護(hù)不啟動，重新返回測量環(huán)節(jié)。最后經(jīng)過teaac;t= Is接地變動作，切除故障母線。情況3 饋線F1、F2發(fā)生兩回線同相接地故障,保護(hù)測得Iloi = 55A, Il02 = 35A, I⑶=90A。 接地變零序電流保護(hù)經(jīng)判斷滿足I > Ieasrt，保護(hù)啟動并等待延時；饋線零序電流保護(hù) 測量并計(jì)算得Umax = Iloi = 55A，經(jīng)判斷滿足接地變啟動&Ιω._彡IL0.ub&IG0 > Iuimax，所以故障類型系數(shù)改為& = 0. 61，定值改變?yōu)棣?^|.姑=37八；此時，對于饋線1有1^11>1' L0. set，保護(hù)啟動并等待延時。最后經(jīng)過Aaart = O. 6s饋線保護(hù)動作，故障饋線Fl被切除，同時接地變零序保護(hù)的延時寄存器TG被清零。而饋線2則有Iui2 < I ’ L0.act,即F2的零序保護(hù)不動作。但由于當(dāng)Fl被切除后，系統(tǒng)恢復(fù)到單回線單相接地故障狀態(tài)，之后保護(hù)測量值變?yōu)镮u12 = Igo = SOA0此后過程與情況I類似，繼續(xù)經(jīng)過延時O. 6s后F2被切除。所有故障饋線被切除后，接地變零序保護(hù)返回。注意到在整個過程中由于接地變零序保護(hù)的延時被清零過，因此不會先于饋線零序保護(hù)誤動作。情況4 饋線FU F2發(fā)生兩回線異相接地故障，保護(hù)測得Iloi = 320A, Il02 = 430A, I⑶= 80Ao接地變零序電流保護(hù)經(jīng)判斷滿足Iai > Ieasrt，保護(hù)啟動并進(jìn)入等待延時；饋線零序電流保護(hù)測量并計(jì)算得Iuimax = Il02 = 430A，經(jīng)判斷不滿足Ietl > Iuimax,所以故障類型系數(shù)改為Kr= 1，定值不改變，此時Iuil >Γ L0.setJlL02 > M.set保護(hù)啟動并等待延時。最后經(jīng)過tM.ac;t = O. 6s饋線保護(hù)動作，故障饋線Fl被切除，同時接地變零序保護(hù)的延時寄存器TG被清零。繼續(xù)經(jīng)過延時O. 6s后Fl，F(xiàn)2被切除，接地變零序保護(hù)返回。理論和實(shí)際表明本發(fā)明能夠根據(jù)零序電流的分布特征正確識別接地故障類型，保證在線路發(fā)生接地故障時由饋線零序電流保護(hù)優(yōu)先動作，同時防止接地變零序電流保護(hù)因故障或切除的時間差而誤動作。因此本發(fā)明可大大提高零序電流保護(hù)的選擇性和可靠性。如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1. 一種自適應(yīng)零序電流網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括接地變零序保護(hù)和饋線零序保護(hù)兩個步驟，其中接地變零序保護(hù)包括以下步驟S11、繼電保護(hù)裝置上電；S12、賦初值給接地變零序保護(hù)整定值Ieasrt；S13、測得接地變零序電流Ietl的值；S14、判斷是否滿足Ietl≥Ieasrt，如果滿足，則接地變零序保護(hù)啟動，同時計(jì)時寄存器TG 開始計(jì)時，如果不滿足，則返回步驟S13 ；S15、接地變零序保護(hù)的計(jì)時寄存器TG同時接收來自饋線斷路器動作的清零信號；S16、繼續(xù)測量接地變零序電流Ietl的值；當(dāng)計(jì)時寄存器TG達(dá)到設(shè)定值Te.srt，則接地變零序保護(hù)動作；饋線零序保護(hù)包括以下步驟S21、繼電保護(hù)裝置上電；S22、賦初值給饋線零序保護(hù)整定值Iuiseit及饋線零序電流下限值Iuiub；S23、測量本線路并收集除本線路之外的其余各饋線零序電流幅值Iuii，并測量接地變零序電流幅值Igo的值，i = 1,2, . . . , η ；S24、計(jì)算出饋線零序電流幅值的最大值Iuimax= max(ILOi)；S25、判斷是否同時滿足以下三個條件(I)、收到接地變零序保護(hù)的啟動信號；(2)、Ilo. _彡Wub;⑶、I > 如果是，則故障類型系數(shù)為& = IuhmaxAeci,如果否，則故障類型系數(shù)為K1^ = I ;S26、得到故障類型系數(shù)后，在線修改饋線零序保護(hù)整定值為I,L0.set = KrIL0.set ；S27、判斷是否滿足Iuii≥ ΓL0.set, i = 1,2, . . . , η ;如果是,則饋線零序保護(hù)啟動，同時饋線零序保護(hù)的計(jì)時寄存器TL開始計(jì)時，如果否，則返回步驟S23 ；S28、當(dāng)饋線零序保護(hù)的計(jì)時寄存器TL達(dá)到計(jì)時寄存器TL預(yù)設(shè)的設(shè)定值Tkset，則饋線零序保護(hù)動作切除故障線路；S29、饋線切除后，饋線零序保護(hù)檢測無電流后向接地變零序電流保護(hù)的計(jì)時寄存器TG 發(fā)送清零信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)零序電流網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括接地變零序保護(hù)和饋線零序保護(hù)兩個主要步驟，可根據(jù)多回線接地故障的特點(diǎn)對動作定值進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，最大限度的保證饋線零序電流保護(hù)動作的可靠性，并避免作為后備的接地變零序電流保護(hù)誤動作，從而為電力系統(tǒng)的各種接地故障提供有效保護(hù)。
文檔編號H02H7/26GK102611083SQ20121005910
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者張言權(quán), 曾偉忠, 李春華, 李海鋒, 梁竟雷, 王文洪, 王鋼, 黃俊愷 申請人:華南理工大學(xué), 廣東電網(wǎng)公司東莞供電局