[发明专利]一种基于站域信息的零序方向保护加速方法

说明书

技术领域

本发明属于输变电领域，具体讲涉及基于站域信息的零序保护加速方法。

背景技术

零序保护是一种重要的接地短路保护，其结构、工作原理简单，受过渡电阻影响较小，因此在电力系统中得到广泛的应用。零序保护一般作为线路的后备保护，当线路发生接地故障且主保护不能动作时，以整定延时动作于线路开关，隔离故障。零序保护一般灵敏性高，但选择性比较差，且受电力系统运行方式变化的影响最大，不易整定。零序I段保护按躲开区外故障最大零序电流整定，带一个较短延时（0.2s内）以躲开线路三相不同期合闸操作时产生的零序电流，但是往往保护范围很小，不能可靠切除线路末端等接地故障。而零序其他段保护范围比较广，但为了防止后备保护越级动作，一般整定时间比较长，遇到发生高阻或者线路末端接地故障，零序保护只能以较长延时动作分开关，隔离故障。由于切除故障慢，严重情况下使系统出现振荡，甚至造成系统解列等情况，给电力系统运行带来很大危害。如何在可靠的前提下，加速零序保护的动作时间一直是研究的关注点。本项目就是利用零序保护自身设计简单的特点，结合站域各相关支路零序电流信息，全面计算分析接地点位置的变化与零序电流序网分布变化的关系，取得一种能够加速零序保护动作的方法，为电力系统安全稳定运行带来有利的影响。

发明内容

为克服现有技术存在的以上问题，本申请提供了一种站域零序方向保护加速方法，当故障发生时通过计算各支路零序电流的大小，确定可能发生故障的线路。然后计算故障线路相邻支路零序和电流的方向、幅值，结合零序和电流的变化判断故障点位置。根据分析结果加速零序保护元件，迅速切除故障，给输变电系统带来有利的影响。本申请具体采用以下技术方案：

一种基于站域信息的零序方向保护加速方法，其特征在于，所述计算方法包括以下步骤：

(1).故障发生时，基于站域信息计算各支路的零序电流I_i(i＝1,2，...n)、电压互感器安装处零序电压U₀；

(2).比较同一母线上的各支路零序电流的幅值，选取I_N=max{I₁,I₂，...I_n}，当I_N>I_qd且该支路零序方向为正方向时，判断该第N支路为故障支路或者故障的上级支路，其中，所述I_qd为启动电流阈值；

(3).计算同一母线上除根据步骤（2）所确定出的故障支路或所确定出的故障的上级支路外的其它支路零序和电流I_S，并计算零序和电流方向

(4).当根据步骤（3）所计算的零序和电流方向为反方向，且|I_S|=|I_N|，则判断故障点位置靠近本侧故障支路首端，加速零序保护动作；

(5).当根据步骤（3）所计算的零序和电流方向为正方向，则判断故障点位置远离本侧故障支路首端，不能加速零序保护动作；

(6).当根据步骤（3）所计算的零序和电流方向由正方向转为反方向时，且|I_S|=|I_N|，则判断故障支路对端开关跳闸，确定故障点位置在故障支路末端，加速零序保护动作。

本发明提供的第一优选方案的计算方法，其改进之处在于，当故障初期处于反方向时，且|I_S|=|I_N|，判断故障点位置靠近本侧故障线路首端，可加速零序保护动作。当故障中期由正方向转为反方向，且|I_S|=|I_N|，判断故障线路对端开关跳闸，确定故障点位置在故障线路末端，加速零序保护动作。

本发明提供的第二优选方案的计算方法，其改进之处在于，步骤(2)所述零序电流启动定值I_qd由用户设定；比较各支路零序电流的幅值，选取I_N=max{I₁,I₂，...I_n}，I_N>I_qd且该支路零序方向为正方向，判断第N支路为可能发生故障的支路或故障的上游支路。

本发明提供的第三优选方案的计算方法，其改进之处在于，步骤（3）计算故障线路相邻支路（即连接在同一母线上的除了步骤（2）所判断出的故障支路或故障上游支路以外的其它支路）零序和电流，计算零序和电流方向