專利名稱：線路弱饋側(cè)保護(hù)自適應(yīng)啟動(dòng)判別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中線路保護(hù)的啟動(dòng)判別問題，更準(zhǔn)確的說，是要根據(jù)線路保護(hù)裝置的采樣值，利用積分的算法計(jì)算模擬量的幅值，再根據(jù)相應(yīng)的判據(jù)判斷線路上是否發(fā)生問題，若判據(jù)滿足條件，則可以啟動(dòng)出口繼電器，方便線路保護(hù)的下一步判別。 如附圖
所示為本發(fā)明的線路弱饋側(cè)保護(hù)自適應(yīng)啟動(dòng)判別方法的邏輯判斷示意圖。本發(fā)明為一種線路弱饋側(cè)保護(hù)自適應(yīng)啟動(dòng)判別方法，所述判別方法基于以下啟動(dòng)元件來判別線路弱饋側(cè)保護(hù)是否啟動(dòng)；所述方法包括以下步驟 (1)線路弱饋側(cè)保護(hù)裝置對(duì)線路弱饋側(cè)互感器的電流電壓波形采樣得到電流電壓瞬時(shí)值； (2)其次，根據(jù)采樣得到的電流電壓瞬時(shí)值計(jì)算得到零序電流、零序電壓、相間電流、相間電壓值，并對(duì)線路弱饋側(cè)零序電流、零序電壓，相間電流、相間電壓進(jìn)行一周波即20ms的積分，積分公式如下 4 =一|!|^—胸|
i、0 式中Am表示當(dāng)前量積分的幅值，X表示零序電流、零序電壓、相間電流、相間電壓等等的采樣值的集合，N表示一周波采樣點(diǎn)，c表示由積分變?yōu)橄嗔糠档淖儽瘸?shù)，&表示當(dāng)前采樣點(diǎn)；A3I0二 1310T卜l3I0(T-20ms) I ， A 3U0 = 3U0T卜| 3U0 (T-20ms) | ，相間電流減量啟動(dòng)元件和相間電壓減量啟動(dòng)元件判別如上文所述，公式中下標(biāo)T表示當(dāng)前時(shí)刻，下標(biāo)T-20MS表示一周波前的時(shí)刻； (3)對(duì)以下四種啟動(dòng)元件進(jìn)行判斷，當(dāng)任一啟動(dòng)元件滿足啟動(dòng)條件時(shí)，開放線路弱饋側(cè)保護(hù)出口繼電器 a)零序電流變化量啟動(dòng)A 31。 > 2I。QD，同時(shí)31。 > 0. 06IN， I。QD為保護(hù)裝置啟動(dòng)前或收到對(duì)側(cè)通道信號(hào)前一周波(20ms)的不平衡零序電流積分值，Iw是指二次電流額定值，數(shù)值為1安培或數(shù)值為5安培，0. 06Iw是指0. 06倍的二次電流額定值；3I。為線路保護(hù)保護(hù)裝置一周波(20ms)零序電流的積分值；A3I。是指當(dāng)前一周波零序電流積分值減去一周波(20ms)前零序電流的積分值的差值； b)零序電壓變化量啟動(dòng)A 3U。 > 2U。QD，同時(shí)3U。 > IV， UOT保護(hù)裝置啟動(dòng)前或收
到對(duì)側(cè)通道信號(hào)前一周波(20ms)的不平衡零序電壓積分值，3U。為當(dāng)前一周波零序電壓的
積分值，A3U。為線路保護(hù)裝置當(dāng)前一周波零序電壓的積分值減去一周波(20ms)前的零序
電壓的積分值的差值。 c)相間電流減量判斷 AI①①—l工①釘l-l工①①(t-簡(jiǎn)s) I ， △ I①①^ _0. 1 IN 式中①①二AB或BC或CA，是指三個(gè)相間中的任一個(gè)，I。釘指當(dāng)前相間電流的積分值，是指20ms前相間電流的積分值；三個(gè)相間電流任一相間滿足條件，即可認(rèn)為是滿足相間電流減量啟動(dòng)；
d)相間電壓減量判斷 A U①①一I U①釘I _ I U①①(t—簡(jiǎn)s) I ， △ U①①^ _30V 式中①①二AB或BC或CA，是指三個(gè)相間中的任一個(gè)，U。釘指當(dāng)前相間電壓的積分值，U一(卜2QMS)是指20ms前相間電壓的積分值；三個(gè)相間電壓任一相間滿足條件，即可認(rèn)
6為是滿足相間電壓減量啟動(dòng)。 在進(jìn)行積分運(yùn)算時(shí)，本發(fā)明使用了全周積分計(jì)算幅值，而沒有使用半周積分。是因 為零序電流和零序電壓采樣變化的規(guī)律在一周波(20ms)內(nèi)的數(shù)學(xué)平均值近似為零。
在以上四種啟動(dòng)元件啟動(dòng)后，本發(fā)明在啟動(dòng)后的80ms內(nèi)不再判斷弱饋啟動(dòng)，而是 直接使用此結(jié)果，在啟動(dòng)元件動(dòng)作后的80ms內(nèi)一直認(rèn)為是處于弱饋啟動(dòng)狀態(tài)，因線路上發(fā) 生故障后，有80ms的時(shí)間足夠線路主保護(hù)(因線路保護(hù)一般只有主保護(hù)才具有專用弱饋啟 動(dòng)邏輯)進(jìn)行弱饋相關(guān)故障判別并切除故障。在80ms后本發(fā)明認(rèn)為故障已經(jīng)切除或故障 狀態(tài)已消失，此時(shí)，為防止保護(hù)范圍內(nèi)再次發(fā)生故障不能進(jìn)行的弱饋判別，故將弱饋啟動(dòng)標(biāo) 志清零。準(zhǔn)備進(jìn)行下一次弱饋啟動(dòng)判別。 在線路電壓回路斷線時(shí)，此時(shí)，零序電壓變化量元件可能動(dòng)作(單相或兩相電壓 回路斷線)，相間電壓減量回路動(dòng)作(單相，兩相或三相電壓回路斷線都有可能)，而判斷電 壓回路斷線的時(shí)間又比判斷零序電壓變化量和相間電壓變化量啟動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)，而現(xiàn)有保護(hù) 的處理策略是當(dāng)判斷出電壓回路斷線時(shí)，要求閉鎖與阻抗距離等保護(hù)相關(guān)的邏輯并能閉鎖 弱饋啟動(dòng)等邏輯，并且現(xiàn)有邏輯是在啟動(dòng)后不再進(jìn)行電壓回路的斷線判別。因此，為防止電 壓回路斷線，零序電壓變化量和相間電壓減量誤啟動(dòng)對(duì)阻抗距離等保護(hù)的影響，當(dāng)只有零 序電壓變化量和相間電壓減量啟動(dòng)時(shí)，此時(shí)，只認(rèn)為保護(hù)只可能是弱饋啟動(dòng)，不能進(jìn)行阻抗 距離等保護(hù)的判別。而當(dāng)保護(hù)已經(jīng)明確判斷出電壓回路斷線時(shí)，則直接閉鎖弱饋啟動(dòng)邏輯。 直到電壓恢復(fù)正常后再次投入，且判斷電壓回路斷線與恢復(fù)是自動(dòng)投入的，不需用戶整定。
在線路正常運(yùn)行時(shí)，零序電流、零序電壓的積分值是零漂值，其平均值近似為零。 相間電流的幅值和相間電壓的幅值為線路正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷電流的幅值和線路上相間電 壓的幅值。零序電流積分幅值的變化量、零序電壓積分幅值的變化量、相間電流積分幅值的 變化量、相間電壓積分幅值的變化量等應(yīng)接近于零，保護(hù)不會(huì)啟動(dòng)。 在線路終端為變壓器接地方式時(shí)，此時(shí)，對(duì)于金屬性故障，傳統(tǒng)啟動(dòng)元件電流突變 量啟動(dòng)等可以啟動(dòng)，而弱饋啟動(dòng)元件也可以啟動(dòng)，因此，對(duì)于金屬性故障都可以觸發(fā)啟動(dòng)繼 電器。而在變壓器不接地或者是變壓器雖然接地但是終端為無負(fù)荷或者輕載的情況，此時(shí)， 無論是金屬性故障還是高阻性故障，此時(shí)，因沒有電流的變化，傳統(tǒng)的電流突變量啟動(dòng)元件 都無法動(dòng)作。因此，線路保護(hù)不能開放出口繼電器。新增加的弱饋啟動(dòng)元件在上述情況下， 總有一種方法動(dòng)作。如當(dāng)是高阻故障或變壓器不接地時(shí)的金屬性單相故障，或者無負(fù)荷情 況下的單相故障，此時(shí)，有零序電壓幅值的變化，或者零序電流幅值有微小的變化，新的啟 動(dòng)方法在設(shè)計(jì)初，即考慮了相當(dāng)?shù)挠喽?，因此，?duì)于單相高阻故障，或者變壓器不接地此時(shí)， 新方法可以可靠啟動(dòng)。對(duì)于無負(fù)荷的相間故障，因此時(shí)沒有負(fù)荷，因此，傳統(tǒng)的電流突變量 啟動(dòng)元件無法動(dòng)作，但是，由于新增加的相間電壓變化量可以保證線路保護(hù)可靠啟動(dòng)。當(dāng)有 微弱負(fù)荷極為弱電源情況時(shí)，此時(shí)，對(duì)于弱饋線路內(nèi)故障，此時(shí)，相間電流的幅值是減小的， 相間電流幅值的變化量是能判斷出的，因此，對(duì)于目前所存在的弱饋線路，無論是發(fā)生任何 形式的線路內(nèi)故障，此時(shí)，線路弱饋端的保護(hù)都能可靠啟動(dòng)，開放出口繼電器，有利用線路 保護(hù)的下一步判別。
權(quán)利要求
一種在線路弱饋側(cè)保護(hù)沒有判斷出電壓斷線時(shí)，線路弱饋側(cè)保護(hù)自適應(yīng)啟動(dòng)判別方法，所述判別方法基于以下啟動(dòng)元件來判別線路弱饋側(cè)保護(hù)是否啟動(dòng)；其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)線路弱饋側(cè)保護(hù)裝置對(duì)線路弱饋側(cè)互感器的電流電壓波形采樣得到電流電壓瞬時(shí)值；(2)對(duì)線路弱饋側(cè)零序電流、零序電壓，相間電流、相間電壓進(jìn)行一個(gè)周波的積分；(3)對(duì)以下四種啟動(dòng)元件進(jìn)行判斷，當(dāng)任一啟動(dòng)元件滿足啟動(dòng)條件時(shí)，開放線路弱饋側(cè)保護(hù)出口繼電器a)零序電流變化量啟動(dòng)元件啟動(dòng)條件如下式所示，Δ3I0≥2I0QD，同時(shí)3I0≥0.06IN，其中，I0QD為所述保護(hù)裝置啟動(dòng)前或收到對(duì)側(cè)通道信號(hào)前一周波的不平衡零序電流積分值，IN是指所述線路弱饋側(cè)二次電流額定值，0.06IN是指0.06倍的所述二次電流額定值；3I0為線路弱饋側(cè)保護(hù)裝置一周波零序電流的積分值；Δ3I0是指當(dāng)前一周波零序電流積分值減去一周波前零序電流的積分值的差值；b)零序電壓變化量啟動(dòng)元件所述零序電壓變化量啟動(dòng)元件的啟動(dòng)條件如下，Δ3U0≥2U0QD，同時(shí)3U0≥1V，其中，U0QD保護(hù)裝置啟動(dòng)前或收到對(duì)側(cè)通道信號(hào)前一周波的不平衡零序電壓積分值，3U0為當(dāng)前一周波零序電壓的積分值，Δ3U0為線路弱饋側(cè)保護(hù)裝置當(dāng)前一周波零序電壓的積分值減去一周波前的零序電壓的積分值的差值；c)相間電流減量判斷啟動(dòng)元件該啟動(dòng)元件的啟動(dòng)條件如下，ΔIΦΦ＝|IΦΦT|-|IΦΦ(T-20MS)|，ΔIΦΦ≤-0.1IN，式中ΦΦ＝AB或BC或CA，是指三個(gè)相間中的任一個(gè)，IΦΦT指當(dāng)前相間電流的積分值，IΦΦ(T-20MS)是指20ms前相間電流的積分值，IN是指所述線路弱饋側(cè)二次電流額定值；三個(gè)相間電流任一相間電流滿足條件，即可認(rèn)為是滿足相間電流減量判斷啟動(dòng)元件的啟動(dòng)條件；d)相間電壓減量判斷啟動(dòng)元件該啟動(dòng)元件的啟動(dòng)條件如下，ΔUΦΦ＝|UΦΦT|-|UΦΦ(T-20MS)|，ΔUΦΦ≤-30V式中ΦΦ＝AB或BC或CA，是指三個(gè)相間中的任一個(gè)，UΦΦT指當(dāng)前相間電壓的積分值，UΦΦ(T-20MS)是指20ms前相間電壓的積分值；三個(gè)相間電壓任一相間滿足條件，即可認(rèn)為是滿足相間電壓減量啟動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的線路弱饋側(cè)保護(hù)自適應(yīng)啟動(dòng)判別方法，其特征在于，所述一個(gè) 周波的時(shí)間優(yōu)選為20ms。
3. 如權(quán)利要求1所述的線路弱饋側(cè)保護(hù)自適應(yīng)啟動(dòng)判別方法，其特征在于，弱饋側(cè)各 種啟動(dòng)元件啟動(dòng)后展寬80ms，即當(dāng)弱饋側(cè)各種啟動(dòng)元件滿足后，在隨后的80ms內(nèi)都認(rèn)為線 路本側(cè)是弱饋側(cè)，不再判斷是否滿足弱饋啟動(dòng)條件，80ms后需重新判斷弱饋啟動(dòng)元件是否滿足條件，當(dāng)線路再次發(fā)生故障時(shí)，所述啟動(dòng)元件再次啟動(dòng)，以判斷線路弱饋側(cè)保護(hù)出口繼 電器是否開放，保證線路弱饋側(cè)保護(hù)在啟動(dòng)元件方面先期滿足保護(hù)的要求。
4.如權(quán)利要求1所述的線路弱饋側(cè)保護(hù)自適應(yīng)啟動(dòng)判別方法，其特征在于，當(dāng)只有零 序電壓變化量啟動(dòng)元件或相間電壓減量判斷啟動(dòng)元件符合啟動(dòng)條件，而沒有其他條件滿足 線路弱饋側(cè)保護(hù)動(dòng)作條件時(shí)，所述線路弱饋側(cè)保護(hù)只判別弱饋側(cè)保護(hù)是否啟動(dòng)，不進(jìn)行阻 抗繼電器的動(dòng)作判斷，防止電壓互感器斷線時(shí)因零序電壓變化量和相間電壓減量判斷滿足 條件后保護(hù)誤動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種線路弱饋側(cè)保護(hù)自適應(yīng)啟動(dòng)判別方法，由線路故障時(shí)的弱饋特征，提出根據(jù)零序電流變化量啟動(dòng)元件、零序電壓變化量啟動(dòng)元件、相間電流減量判斷啟動(dòng)元件、相間電壓減量判斷啟動(dòng)元件等弱饋啟動(dòng)元件來判斷弱饋側(cè)保護(hù)是否可以啟動(dòng)，開放弱饋側(cè)保護(hù)的出口繼電器。上述四個(gè)元件中任意一個(gè)元件滿足啟動(dòng)條件即認(rèn)為滿足弱饋側(cè)線路保護(hù)啟動(dòng)條件。該啟動(dòng)元件能夠反復(fù)啟動(dòng)，克服了現(xiàn)有保護(hù)裝置只能一次性的判別弱饋的問題，同時(shí)，該啟動(dòng)元件配合其他判據(jù)，可以使弱饋判據(jù)克服不能兩側(cè)同時(shí)設(shè)置，靈敏度低，不適應(yīng)動(dòng)態(tài)弱饋等缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H7/26GK101707361SQ200910237558
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者余銳, 徐振宇, 李天華, 杜兆強(qiáng), 王偉, 陳軍 申請(qǐng)人:四川省電力公司;北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司