一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)系統(tǒng)及保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)系統(tǒng)及保護(hù)方法，包括三部分元件：失步起動診斷元件利用正序電壓、正序電流、功角差和功角滑差綜合判斷電力系統(tǒng)是否開始發(fā)生失步；失步區(qū)域判斷元件利用線路保護(hù)中距離保護(hù)元件的起動信息判斷失步解列區(qū)域；失步跳閘時機(jī)選擇元件根據(jù)失步次數(shù)和功角差大小來選擇最佳跳閘時機(jī)。當(dāng)失步起動診斷元件、失步區(qū)域判斷元件和失步跳閘時機(jī)選擇元件同時動作時，失步保護(hù)動作出口。此種系統(tǒng)及方法可快速、可靠判斷系統(tǒng)是否發(fā)生失步，當(dāng)系統(tǒng)失步時，能選擇最佳區(qū)域和最佳時機(jī)跳閘，以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】
一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)系統(tǒng)及保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)，特別涉及一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行是電力系統(tǒng)運(yùn)行的根本要求，電力系統(tǒng)失步是電網(wǎng)中比較常見的穩(wěn)定性事故。失步保護(hù)是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，避免失步范圍擴(kuò)大、甚至系統(tǒng)崩潰的重要措施。目前失步保護(hù)主要采用測量阻抗變化特征來識別系統(tǒng)是否發(fā)生失步，與系統(tǒng)參數(shù)關(guān)聯(lián)性較大，普遍存在定值整定困難、計(jì)算復(fù)雜、系統(tǒng)運(yùn)行方式變化帶來不確定性等問題，給定值整定人員帶來較大的工作負(fù)擔(dān)。簡化計(jì)算方法，提高判別可靠性，成為當(dāng)前亟待解決的問題。
[0003]線路保護(hù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，利用線路保護(hù)裝置中已有的距離保護(hù)元件識別失步解列區(qū)域，增加相應(yīng)的判據(jù)選擇最佳跳閘時機(jī)，能夠簡化計(jì)算方法，降低定值整定工作負(fù)擔(dān)，提高失步保護(hù)判別的可靠性、通用性以及經(jīng)濟(jì)性。
[0004]基于以上思路，本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的，在于提供一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)系統(tǒng)及保護(hù)方法，其可快速、可靠判斷系統(tǒng)是否發(fā)生失步，當(dāng)系統(tǒng)失步時，能選擇最佳區(qū)域和最佳時機(jī)跳閘，以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0006]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0007]一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)系統(tǒng)，包括:
[0008]失步起動診斷元件，利用正序電壓、正序電流、功角差和功角滑差綜合判斷電力系統(tǒng)是否開始發(fā)生失步；
[0009]失步區(qū)域判斷元件，利用線路保護(hù)中距離保護(hù)元件的起動信息判斷失步解列區(qū)域；
[0010]失步跳閘時機(jī)選擇元件，根據(jù)失步次數(shù)和功角差大小來選擇最佳跳閘時機(jī)。
[0011]上述保護(hù)系統(tǒng)工作時，當(dāng)失步起動診斷元件、失步區(qū)域判斷元件和失步跳閘時機(jī)選擇元件同時動作時，失步保護(hù)動作出口。
[0012]一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)方法，該保護(hù)方法基于三部分元件實(shí)現(xiàn):失步起動診斷元件、失步區(qū)域判斷元件和失步跳閘時機(jī)選擇元件，失步起動診斷元件利用正序電壓、正序電流、功角差和功角滑差綜合判斷電力系統(tǒng)是否開始發(fā)生失步，失步區(qū)域判斷元件利用線路保護(hù)中距離保護(hù)元件的起動信息判斷失步解列區(qū)域，失步跳閘時機(jī)選擇元件根據(jù)失步次數(shù)和功角差大小來選擇最佳跳閘時機(jī)。
[0013]上述失步起動診斷元件的判據(jù)是:當(dāng)正序電壓小于設(shè)定值、正序電流大于設(shè)定值、系統(tǒng)兩側(cè)功角差大于設(shè)定值，且功角滑差大于設(shè)定值時，失步起動診斷元件動作。
[0014]上述功角差與功角滑差的計(jì)算方法是:設(shè)置正向阻抗與反向阻抗，通過本端裝置測量到的電壓和電流量計(jì)算出正序電壓與正序電流，進(jìn)而計(jì)算正向阻抗與反向阻抗所指末端的正序電壓，再通過兩端的正序電壓計(jì)算功角差與功角滑差。
[0015]上述失步區(qū)域判斷元件利用線路保護(hù)中距離保護(hù)元件的起動信息判斷失步解列區(qū)域是指:將線路保護(hù)中距離保護(hù)元件各段的起動信息配置給失步區(qū)域判斷元件，失步區(qū)域判斷元件根據(jù)配置信息進(jìn)行綜合邏輯判斷，當(dāng)失步中心發(fā)生在失步保護(hù)區(qū)域內(nèi)時，失步區(qū)域判斷元件動作。
[0016]上述失步跳閘時機(jī)選擇元件選擇最佳跳閘時機(jī)的原則是:當(dāng)加速失步次數(shù)大于設(shè)定值，且功角差小于設(shè)定值時失步跳閘時機(jī)選擇元件動作；當(dāng)減速失步次數(shù)大于設(shè)定值，且功角差小于設(shè)定值時失步跳閘時機(jī)選擇元件動作。
[0017]上述失步次數(shù)的計(jì)算方法是:根據(jù)振蕩中心正序電壓的變化規(guī)律進(jìn)行失步次數(shù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)振蕩中心正序電壓逐漸從正值經(jīng)過零點(diǎn)變化到負(fù)值時記為I次加速失步，當(dāng)振蕩中心正序電壓逐漸從負(fù)值經(jīng)過零點(diǎn)變化到正值時記為I次減速失步，失步起動診斷元件動作后開始分別累計(jì)加速失步與減速失步次數(shù)。
[0018]上述功角差的計(jì)算方法是:設(shè)置正向阻抗與反向阻抗，通過本端裝置測量到的電壓和電流量計(jì)算出正序電壓與正序電流，進(jìn)而計(jì)算正向阻抗與反向阻抗所指末端的正序電壓，再通過兩端的正序電壓計(jì)算功角差。
[0019]上述失步起動診斷元件、失步區(qū)域判斷元件及失步跳閘時機(jī)選擇元件同時動作時，失步保護(hù)動作出口。
[0020]采用上述方案后，本發(fā)明結(jié)合失步起動診斷元件、失步區(qū)域判斷元件和失步跳閘時機(jī)選擇元件進(jìn)行綜合邏輯判斷，能準(zhǔn)確識別電力系統(tǒng)是否發(fā)生失步，能統(tǒng)計(jì)失步次數(shù)，通過設(shè)置失步解列區(qū)域，能識別系統(tǒng)解列最佳時機(jī)，從而減小失步對電力系統(tǒng)的影響，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)是:失步保護(hù)判別方式不受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響，判據(jù)簡單可靠，解決了傳統(tǒng)方法定值整定困難、計(jì)算復(fù)雜、系統(tǒng)運(yùn)行方式變化帶來不確定性等問題，減輕了定值整定人員工作負(fù)擔(dān)。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發(fā)明的簡單兩接點(diǎn)系統(tǒng)接線圖；
[0022]圖2是本發(fā)明中失步起動診斷元件的動作邏輯圖；
[0023]圖3是本發(fā)明中失步區(qū)域判斷元件的動作邏輯圖；
[0024]圖4是本發(fā)明中失步跳閘時機(jī)選擇元件的動作邏輯圖；
[0025]圖5是本發(fā)明的整體工作邏輯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)系統(tǒng)，該保護(hù)系統(tǒng)包含有三部分元件:失步起動診斷元件、失步區(qū)域判斷元件和失步跳閘時機(jī)選擇元件，其中，失步起動診斷元件利用正序電壓、正序電流、功角差和功角滑差綜合判斷電力系統(tǒng)是否開始發(fā)生失步，失步區(qū)域判斷元件利用線路保護(hù)中距離保護(hù)元件的起動信息判斷失步解列區(qū)域，失步跳閘時機(jī)選擇元件根據(jù)失步次數(shù)和功角差大小來選擇最佳跳閘時機(jī)，當(dāng)失步起動診斷元件、失步區(qū)域判斷元件和失步跳閘時機(jī)選擇元件同時動作時，失步保護(hù)動作出口。
[0028]本發(fā)明還提供一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)方法，首先根據(jù)失步保護(hù)安裝處的測量電壓、測量電流計(jì)算出正序電壓和正序電流，再根據(jù)正向阻抗和反向阻抗計(jì)算出正向阻抗和反向阻抗所指末端的正序電壓，然后利用兩端的正序電壓計(jì)算功角差和功角滑差。失步起動診斷元件根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合邏輯判斷。失步起動診斷元件的動作邏輯如圖2所示，當(dāng)正序電壓小于設(shè)定值、正序電流大于設(shè)定值、系統(tǒng)兩側(cè)功角差大于設(shè)定值，且功角滑差大于設(shè)定值時失步起動診斷元件動作。
[0029]其中，功角差與功角滑差計(jì)算方法是:設(shè)置正向阻抗與反向阻抗，通過本端裝置測量到的電壓和電流量計(jì)算出正序電壓與正序電流，進(jìn)而計(jì)算正向阻抗與反向阻抗所指末端的正序電壓，再通過兩端的正序電壓計(jì)算功角差與功角滑差。
[0030]失步區(qū)域判斷邏輯如圖3所示，將線路保護(hù)中距離保護(hù)元件各段的起動信息配置給失步區(qū)域判斷元件，失步區(qū)域判斷元件根據(jù)配置信息進(jìn)行綜合邏輯判斷，當(dāng)失步中心發(fā)生在失步保護(hù)區(qū)域內(nèi)時，失步區(qū)域判斷元件動作。
[0031]失步跳閘時機(jī)選擇元件的動作邏輯如圖4所示，當(dāng)失步次數(shù)(加速失步或減速失步次數(shù))大于設(shè)定值，且功角差小于設(shè)定值時失步跳閘時機(jī)選擇元件動作。
[0032]其中，失步次數(shù)的計(jì)算方法是:根據(jù)振蕩中心正序電壓的變化規(guī)律進(jìn)行失步次數(shù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)振蕩中心正序電壓逐漸從正值經(jīng)過零點(diǎn)變化到負(fù)值時記為I次加速失步，當(dāng)振蕩中心正序電壓逐漸從負(fù)值經(jīng)過零點(diǎn)變化到正值時記為I次減速失步，失步起動診斷元件動作后開始分別累計(jì)加速失步與減速失步次數(shù)。
[0033]本發(fā)明的工作邏輯如圖5所示，當(dāng)失步起動診斷元件、失步區(qū)域判斷元件以及失步跳閘時機(jī)選擇元件同時動作時，失步保護(hù)動作出口。
[0034]以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于:包括: 失步起動診斷元件，利用正序電壓、正序電流、功角差和功角滑差綜合判斷電力系統(tǒng)是否開始發(fā)生失步； 失步區(qū)域判斷元件，利用線路保護(hù)中距離保護(hù)元件的起動信息判斷失步解列區(qū)域； 失步跳閘時機(jī)選擇元件，根據(jù)失步次數(shù)和功角差大小來選擇最佳跳閘時機(jī)。2.如權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于:所述保護(hù)系統(tǒng)工作時，當(dāng)失步起動診斷元件、失步區(qū)域判斷元件和失步跳閘時機(jī)選擇元件同時動作時，失步保護(hù)動作出口。3.一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)方法，其特征在于:該保護(hù)方法基于三部分元件實(shí)現(xiàn):失步起動診斷元件、失步區(qū)域判斷元件和失步跳閘時機(jī)選擇元件，失步起動診斷元件利用正序電壓、正序電流、功角差和功角滑差綜合判斷電力系統(tǒng)是否開始發(fā)生失步，失步區(qū)域判斷元件利用線路保護(hù)中距離保護(hù)元件的起動信息判斷失步解列區(qū)域，失步跳閘時機(jī)選擇元件根據(jù)失步次數(shù)和功角差大小來選擇最佳跳閘時機(jī)。4.如權(quán)利要求3所述的一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)方法，其特征在于:所述失步起動診斷元件的判據(jù)是:當(dāng)正序電壓小于設(shè)定值、正序電流大于設(shè)定值、系統(tǒng)兩側(cè)功角差大于設(shè)定值，且功角滑差大于設(shè)定值時，失步起動診斷元件動作。5.如權(quán)利要求4所述的一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)方法，其特征在于:所述功角差與功角滑差的計(jì)算方法是:設(shè)置正向阻抗與反向阻抗，通過本端裝置測量到的電壓和電流量計(jì)算出正序電壓與正序電流，進(jìn)而計(jì)算正向阻抗與反向阻抗所指末端的正序電壓，再通過兩端的正序電壓計(jì)算功角差與功角滑差。6.如權(quán)利要求3所述的一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)方法，其特征在于:所述失步區(qū)域判斷元件利用線路保護(hù)中距離保護(hù)元件的起動信息判斷失步解列區(qū)域是指:將線路保護(hù)中距離保護(hù)元件各段的起動信息配置給失步區(qū)域判斷元件，失步區(qū)域判斷元件根據(jù)配置信息進(jìn)行綜合邏輯判斷，當(dāng)失步中心發(fā)生在失步保護(hù)區(qū)域內(nèi)時，失步區(qū)域判斷元件動作。7.如權(quán)利要求3所述的一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)方法，其特征在于:所述失步跳閘時機(jī)選擇元件選擇最佳跳閘時機(jī)的原則是:當(dāng)加速失步次數(shù)大于設(shè)定值，且功角差小于設(shè)定值時失步跳閘時機(jī)選擇元件動作；當(dāng)減速失步次數(shù)大于設(shè)定值，且功角差小于設(shè)定值時失步跳閘時機(jī)選擇元件動作。8.如權(quán)利要求7所述的一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)方法，其特征在于:所述失步次數(shù)的計(jì)算方法是:根據(jù)振蕩中心正序電壓的變化規(guī)律進(jìn)行失步次數(shù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)振蕩中心正序電壓逐漸從正值經(jīng)過零點(diǎn)變化到負(fù)值時記為I次加速失步，當(dāng)振蕩中心正序電壓逐漸從負(fù)值經(jīng)過零點(diǎn)變化到正值時記為I次減速失步，失步起動診斷元件動作后開始分別累計(jì)加速失步與減速失步次數(shù)。9.如權(quán)利要求7所述的一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)方法，其特征在于:所述功角差的計(jì)算方法是:設(shè)置正向阻抗與反向阻抗，通過本端裝置測量到的電壓和電流量計(jì)算出正序電壓與正序電流，進(jìn)而計(jì)算正向阻抗與反向阻抗所指末端的正序電壓，再通過兩端的正序電壓計(jì)算功角差。10.如權(quán)利要求3所述的一種電力系統(tǒng)失步保護(hù)方法，其特征在于:所述失步起動診斷元件、失步區(qū)域判斷元件及失步跳閘時機(jī)選擇元件同時動作時，失步保護(hù)動作出口。
【文檔編號】H02H7/26GK105977929SQ201610301942
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】張洪喜, 沈軍, 趙青春, 朱曉彤, 劉革明, 徐曉春, 謝華, 戴光武
【申請人】南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司