[发明专利]基于故障分量虚拟阻抗差动的纵联保护系统及其方法有效

专利信息
申请号: 201410030636.0 申请日: 2014-01-22
公开(公告)号: CN103812094A 公开(公告)日: 2014-05-21
发明(设计)人: 马静;裴迅;马伟;丁秀香;王增平 申请(专利权)人: 华北电力大学
主分类号: H02H7/26 分类号: H02H7/26
代理公司: 北京麟保德和知识产权代理事务所(普通合伙) 11428 代理人: 周恺丰
地址: 102206 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 基于 故障 分量 虚拟 阻抗 差动 联保 系统 及其 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于电力系统继电保护技术领域,尤其涉及一种基于故障分量虚拟阻抗差动的纵联保护系统及其方法。

背景技术

高压输电线路中的传统纵联保护主要有纵联方向保护和电流差动保护。纵联方向保护原理简单,不需要两端数据严格同步,但其易受高阻接地、转换性故障等因素影响,且当线路一端方向元件的灵敏度不足时可能会导致保护误动。电流差动保护灵敏度高,能够适应各种复杂的故障和不正常运行状态,但其对量测数据的同步性要求较高,且受电容电流影响,当区内发生高阻接地故障时由于量测电流中包含负荷电流,灵敏度不能保证。

鉴于此,专家学者对如何提高纵联保护灵敏度和可靠性进行了深入研究。根据使用的电气量的差异,对纵联保护的研究主要分为2类:第一类算法基于电气量的故障全量信息,如计入穿越电流的稳态量电流差动保护算法,消除线路分布电容影响的综合阻抗保护原理,无需线路参数补偿的计算功率法差动保护算法,反应过渡电阻有功功率的纵联保护算法等。第二类算法基于电气量的故障分量信息,如基于补偿电压的方向保护算法,基于参数识别的纵联保护算法,改进的零序方向保护算法,抗互感器饱和的相位相关差动保护算法等。

针对传统纵联保护同步性要求较高或易受高阻接地、转换性故障等因素影响等难题,本发明提出了一种基于故障分量虚拟阻抗差动的线路纵联保护新原理。首先利用线路两端量测的电流电压故障分量信息推算线路中点处的电流电压故障分量,将推算得到的电压与电流故障分量之比定义为虚拟阻抗,再通过两端虚拟阻抗之和与虚拟阻抗较小值构造比率制动判据。然后,通过分析该判据在区内外各种故障情况下呈现的不同特征识别故障。基于Matlab和PSCAD/EMTDC平台的仿真实例验证表明,该发明能够在发生故障后准确地判断故障,对各种类型故障均具有较高的灵敏度;同时,不受故障位置,过渡电阻,负荷电流,分布电容及信息同步的影响,具有较高的可靠性;在发生转换性故障的情况下,仍具有较好的选择性。

发明内容

本发明的目的在于,提供一种基于故障分量虚拟阻抗差动的纵联保护系统及其方法,用于解决传统纵联保护同步性要求较高或易受高阻接地、转换性故障等因素影响的问题。

为了实现上述目的,本发明提出的技术方案是,一种基于故障分量虚拟阻抗差动的纵联保护系统,其特征是所述系统包括顺序相连的数据读入模块、保护计算模块和保护动作模块;

所述数据读入模块用于采集线路特性序阻抗、线路序传播系数、线路两侧的电压故障序分量和线路两侧的电流故障序分量,并将采集的数据发送至保护计算模块;

所述保护计算模块用于根据线路特性序阻抗、线路序传播系数、线路两侧的电压故障序分量和线路两侧的电流故障序分量计算线路的虚拟序阻抗,并将计算得到的线路的虚拟序阻抗发送至保护动作模块;

所述保护动作模块用于根据线路中点的虚拟序阻抗,判断是否满足动作判据;若满足动作判据,则判定为区内故障,并立即发送跳闸信号;若不满足动作判据,则判定为区外故障,不发送跳闸信号。

一种基于故障分量虚拟阻抗差动的纵联保护方法,其特征是所述方法包括:

步骤1:采集线路特性序阻抗、线路序传播系数、线路两侧的电压故障序分量和线路两侧的电流故障序分量;

步骤2:计算线路的虚拟序阻抗;

步骤3:根据线路中点的虚拟序阻抗判断是否满足动作判据,若满足动作判据,则判定为区内故障,并立即发送跳闸信号;若不满足动作判据,则判定为区外故障,不发送跳闸信号。

所述计算线路的虚拟序阻抗采用公式:

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