[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

说明书

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种基于虚拟电压降落的自适应距离保护系统及其保护方法。

背景技术

传统保护以最大运行方式计算保护整定值，最小运行方式校验保护灵敏度。这种严苛的整定条件虽然能够保证保护正确动作，但也有明显的缺陷：保护的整定值在其他运行方式下(包括系统的主要运行方式)，不是最佳的整定值；最不利的短路条件下，保护失效或性能严重变差。此外，随着分布式电源的接入，电网的运行方式变得更加灵活，保护的选择性、灵敏性和可靠性之间的矛盾也表现的愈加突出。针对这些矛盾，一些专家学者提出了自适应保护的概念。

本发明提出一种基于虚拟电压降落的自适应距离保护系统及其保护方法，首先根据不同运行工况下量测相量的几何分布特性，建立虚拟电压降落方程，并求解自适应整定系数，构造自适应距离保护判据，然后针对过渡电阻对距离保护的干扰问题，借助负序和零序分量的测量，确定过渡电阻电压偏移角，求取过渡电阻补偿系数，从而提高了该自适应距离保护的抗过渡电阻干扰能力。基于PSCAD/EMTDC平台的仿真实例验证表明，本发明通过计算电力系统运行方式发生变化时的自适应系数，实时修正保护整定值，以实现保护正确动作；同时，利用测量负序和零序分量，确定过渡电阻电压偏移角，求取过渡电阻补偿系数，提高了该自适应距离保护的抗过渡电阻干扰能力。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于虚拟电压降落的自适应距离保护系统及其保护方法，用于在电力系统运行方式发生变化的情况下，实现保护的正确动作和自适应距离保护的抗过渡电阻干扰能力。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，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。

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。

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。

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