[发明专利]基于虚拟电压降落的自适应距离保护系统及其保护方法

权利要求书

1.一种基于虚拟电压降落的自适应距离保护系统，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距离保护安装处的电压、距离保护安装处的电流、距离保护安装处的测量零序电流与测量电流间的夹角、距离保护安装处的测量负序电流与测量电流间的夹角、距离保护整定范围内的线路阻抗边界值和距离保护整定范围内的线路阻抗角，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计算距离保护安装处的测量阻抗和自适应距离保护整定阻抗，并将计算得到的距离保护安装处的测量阻抗和自适应距离保护整定阻抗发送至保护动作模块；

所述保护动作模块用于根据距离保护安装处的测量阻抗和自适应距离保护整定阻抗，确定是否发送跳闸信号或者闭锁信号。

2.一种基于虚拟电压降落的自适应距离保护方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：采集数据，包括距离保护安装处的电压、距离保护安装处的电流、距离保护安装处的测量零序电流与测量电流间的夹角、距离保护安装处的测量负序电流与测量电流间的夹角、距离保护整定范围内的线路阻抗边界值和距离保护整定范围内的线路阻抗角；

步骤2：计算距离保护安装处的测量阻抗和自适应距离保护整定阻抗；

步骤3：根据距离保护安装处的测量阻抗和自适应距离保护整定阻抗，确定是否发送跳闸信号或者闭锁信号。

3.根据权利要求2所述的保护方法，其特征是所述距离保护安装处的测量阻抗的计算公式为：

其中，Z_m为距离保护安装处的测量阻抗；

为距离保护安装处的电压；

为距离保护安装处的电流。

4.根据权利要求2或3所述的保护方法，其特征是所述自适应距离保护整定阻抗的计算公式为：Z_set=k₁k_ak_m|Z_MN|；

其中，Z_set为自适应距离保护整定阻抗；

k₁为可靠系数；

k_m为自适应整定系数且

为距离保护整定范围内的线路阻抗角；

为距离保护安装处的电压与距离保护安装处的电流的相角差；

k_a为过渡电阻补偿系数且

ψ为过渡电阻电压偏移角，在三相短路时，ψ=0；在单相短路时，ψ=θ₀+δ₀，θ₀为故障零序电流与测量零序电流间的夹角，δ₀为测量零序电流与测量电流间的夹角；在两相短路时，ψ=θ₂+δ₂+90°，θ₂为故障负序电流与测量负序电流间的夹角，δ₂为测量负序电流与测量电流间的夹角；在两相接地短路时，ψ=θ₂+δ₂+90°+γ，γ为估计偏差角；

θ₀=arg[(R_L0+jX_L0)+j(X_Tm+X_Tn)]-arg[(R_L0+jX_L0)+jX_Tn]；

θ₂=arg[(R_L2+jX_L2)+j(X_Tm+X_Tn)]-arg[jX_Tn+R_L2+jX_L2)]；

R_L0为线路的零序电阻；

X_L0为线路的零序电抗；

X_Tm为双端发电机中的一端发电机到线路两侧中与之最近的一侧的零序电抗；

X_Tn为双端发电机中的另一端发电机到线路两侧中与之最近的一侧的零序电抗；

R_L2为线路的负序电阻；

X_L2为线路的负序电抗；

j为虚数单位；

γ=arg(2(Z0+3Zg)+Z2Z0+3Zg);]]>

Z₀为两相接地短路时序分量网络中零序网络的零序阻抗；

Z₂为两相接地短路时序分量网络中负序网络的负序阻抗；

Z_g为过渡电阻；

Z_MN为距离保护整定范围内的线路阻抗边界值。

5.根据权利要求4所述的保护方法，其特征是所述步骤3包括如下子步骤：

子步骤101：建立以阻抗平面原点为圆心，自适应距离保护整定阻抗的幅值为半径的自适应距离保护动作判据全阻抗圆；

子步骤102：当距离保护安装处的测量阻抗落入自适应距离保护的保护范围时，进行如下动作：

A、当距离保护安装处的测量阻抗落入自适应距离保护动作判据全阻抗圆内及圆上时，判断保护范围内发生了短路，发送跳闸信号；

B、当距离保护安装处的测量阻抗落入自适应距离保护动作判据全阻抗圆外时，判断线路正常运行，发送闭锁信号。