[发明专利]站域距离保护III段的事故过负荷闭锁方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统站域距离保护和控制技术领域，特别涉及一种应用于站域距离保护III段的事故过负荷闭锁方法。

背景技术

随着电力需求的持续增长，电网重载运行情况愈发普遍。当一条或多条线路跳闸，跳闸线路的负荷会转移到平行输电断面的其他运行线路上，形成其他运行线路过负荷。由于此类过负荷可能由故障引发，也可能由无故障跳闸引发，因此统称为事故过负荷。在以往研究中也被称为潮流转移过负荷。

事故过负荷情况通常伴随着电流增大、电压降低的特征，在阻抗平面上与故障具有相似性，因而可能被距离保护误判为故障。其中，距离保护III段需要对下一级线路提供远后备保护，因而具有较高灵敏性，包括针对接地故障(包括单相接地、两相接地和三相接地)的接地距离保护III段和针对相间故障(包括两相故障、两相接地和三相故障)的相间距离保护III段。事故过负荷下的测量阻抗较容易进入动作区，因此输电线路距离保护III段在事故过负荷而非故障的情况下跳闸，进一步造成其他线路过负荷并发展为连锁跳闸，几乎是近年大停电事故的必经之路，对电网安全运行构成了严重威胁。

现有事故过负荷识别主要对三相过负荷与故障进行区分。传统采用负荷限制继电器躲最大过负荷，该方法整定难度大，且无法在阻抗平面上绝对区分。专利CN101335450A和专利101710696B即是利用独立线路保护数据来区别过负荷与故障，只能区分三相过负荷与故障，并且不易整定。

而基于广域信息，可通过潮流推算与实测值对比，及枚举并搜索预想事故集来识别过负荷，但是在多支路切除事件下，通信量和计算量较大，且难以穷举，在实时性和可靠性上有诸多不确定性。

专利CN103545930A提出了一种基于远动装置的站域保护数据采集方法及其系统，可以对全站保护数据进行采集。本发明基于此，提出一种利用本地站域信息识别事故过负荷并闭锁距离保护III段的方法，可以同时区分单相过负荷和相间过负荷与故障。

发明内容

本发明的目的是为克服已有过负荷识别与闭锁技术的不足之处，提出了一种站域距离保护III段的事故过负荷闭锁方法，该方法充分利用站域共享信息，可保证距离保护III段在事故过负荷下可靠闭锁，在相间故障、相间接地故障及单相经小过渡电阻接地故障下可靠开放，在单相经大过渡电阻接地的情况下可靠延时开放，保障电力系统安全稳定运行。

本发明提出的一种站域距离保护III段的事故过负荷闭锁方法，其特征在于，当发生接地故障时，开放过负荷闭锁，进行保护判断并与主保护配合切除故障线路，而对于事故过负荷，闭锁保护以保证不误动；该方法具体包括以下步骤：

1)保护启动后进行100ms～200ms延时，进入步骤2)；

2)首先判断是否已跳闸，如果已经跳闸，则进入步骤11)；如果还没有跳闸，进入步骤3)；

3)比较3倍的二次侧负序电压3U₂与设置的二次侧负序电压阈值U_2set(U_2set取值范围为1V～5V)，如果3U₂小于等于U_2set，进入步骤4)；如果3U₂大于U_2set，进入步骤5)；

4)根据接地距离保护III段算法判断三相是否启动，如果三相启动，进入步骤9)；否则进入步骤11)；

5)用起动后1-2周波数据计算送端系统戴维南等效阻抗Z_thev，根据Z_thev进行接地距离保护III段算法判断三相是否在动作区，如果三相都不在动作区，则进入步骤11)；如果至少有一相位于动作区，则进行步骤6)；

戴维南等效阻抗Z_thev具体计算方法如下：

提取母线负序电压、所有进线负序电流之和计算送端系统戴维南等效阻抗Z_thev为：

上式中，为第k个采样点算得的母线负序电压；为第m条进线第k个采样点算得的负序电流，以流出母线方向为正方向，变电站总共有M条进线，相加可得所有进线负序电流之和Z_thev(k)为第k个采样点算得的送端系统戴维南等效阻抗；N为每周波采样点，t₀为保护起动时刻采样点编号，对起动后2个周波算得的Z_thev(k)求取平均值得即可得送端系统戴维南等效阻抗Z_thev；