[发明专利]用于距离Ⅲ段保护整定简化的区域式后备保护方法

说明书

技术领域

本发明特别是关于一种用于距离Ⅲ段保护整定简化的区域式后备保护方法，属于电力系统技术领域。

背景技术

具有优越性能的距离保护广泛应用于输电线路的继电保护中。距离保护通常采用阶梯延时配合的三段式配置方式，Ⅰ、Ⅱ段为主保护，Ⅲ段为后备保护，包括对本线路Ⅰ、Ⅱ段保护的近后备和相邻下一级线路保护的远后备。距离Ⅲ段定值应按可靠躲过本线路最大事故过负荷电流对应的最小阻抗整定，并与相邻线路距离Ⅱ段配合。距离Ⅲ段还应对相邻线路末端故障有一定的灵敏度。

为保证选择性，实现相邻线路故障时由相邻线路优先切除故障，距离Ⅲ段保护的动作时间要带时延，时延的大小与其延伸的保护范围有关。通常希望距离Ⅲ段定值的保护范围不伸出相邻线路距离Ⅱ段的保护范围，此时动作时间在相邻线路距离Ⅱ段的动作时间上增加一个时间阶梯。当选择性与灵敏性要求无法同时满足时，为保证灵敏性，让距离Ⅲ段改为与相邻元件的距离Ⅲ段配合，从而动作时间也要与相邻元件的距离Ⅲ段动作时间配合。若与相邻线路的距离Ⅲ段仍无法配合，则改为不完全配合方式，忽略按选择性整定的要求。此时保护范围不配合，仅动作时间配合，通过增加时间阶梯来确保选择性。当电网结构复杂时，如长短线路配合多、环网密集等，选择性与灵敏性无法同时满足的情况会增加，改为与相邻元件的距离Ⅲ段配合或者采用不完全配合方式则会大大延长距离Ⅲ段动作时间，某些情况下将无法满足速动性要求。另一方面，为满足选择性和灵敏性要求，与相邻线路配合时需要计算最大和最小分支系数，该计算过程非常复杂，不仅需要考虑各种“N-1”情况，还需要对不同运行方式和故障位置进行分析和选择，然后通过短路电流计算进行比较，才能找出最大、最小分支系数。因而传统方法的整定计算工作量大，并且需要有整定经验的工作人员参与。

随着继电保护装置性能的提升和配置的强化，例如纵联保护的广泛应用和主保护配置的双重化，后备保护动作的机会越来越少，但是距离Ⅲ段保护只使用本地信息，不依赖通信，可靠性高，且其远后备作用必不可少，因此仍有配置的必要。按照传统方法进行距离Ⅲ段保护整定，是非常复杂和困难的，并随着电网规模扩大和电网结构复杂化，定值在选择性、灵敏性和速动性方面愈加难以协调，有时反而会制约电网运行方式的应用。因此研究既简单又满足电网安全运行要求的距离Ⅲ段保护整定方法是必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种既简单又满足电网安全运行要求的用于距离Ⅲ段保护整定简化的区域式后备保护方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于距离Ⅲ段保护整定简化的区域式后备保护方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按照简化整定方法计算被保护线路的距离Ⅲ段保护的阻抗整定值和时间整定值并根据计算得到的阻抗整定值和时间整定值对区域内的距离Ⅲ段保护装置的参数进行设定；2)收集本站和相邻变电站距离保护的阻抗元件信息，作为构建区域式后备保护的判据，其中，阻抗元件信息包括本侧保护距离Ⅱ段阻抗元件信息本侧保护距离Ⅲ段阻抗元件信息下级保护距离Ⅱ段阻抗元件信息下级保护距离Ⅲ段阻抗元件信息上级保护距离Ⅱ段阻抗元件信息对侧保护距离Ⅱ段阻抗元件信息以及背侧保护距离Ⅱ段阻抗元件信息3)当故障发生在本站某一出线的距离Ⅲ段所整定的保护范围内时，该距离Ⅲ段阻抗元件启动，则启动本站的区域式后备保护；4)根据步骤2)中的阻抗元件信息计算区域式后备保护动作时间，得到区域式后备保护的动作时间阶梯数值t_N；5)如果步骤2)中的阻抗元件信息满足区域式后备保护延时判据，则对区域式后备保护的动作时间阶梯数值t_N进行修正，如果不满足则不进行修正；6)如果步骤2)中的阻抗元件信息满足区域式后备保护加速判据，则对区域式后备保护的动作时间阶梯数值t_N进行修正，如果不满足则不进行修正；7)如果步骤2)中的阻抗元件信息满足区域式后备保护反向出口故障判据，则对区域式后备保护的动作时间阶梯数值t_N进行修正，如果不满足则不进行修正；8)根据步骤4)～7)得到的区域式后备保护的动作时间阶梯数值t_N决定区域式后备保护动作，计算最终动作延时(t_N+2)Δt，经过该延时后，向步骤3)中启动的距离Ⅲ段保护的出线所对应的断路器发送跳闸命令，切除故障，其中，Δt表示阶段式保护的时间阶梯。

进一步地，阻抗整定值和时间整定值的计算公式为：