專利名稱：利用同側(cè)電流流向變化實現(xiàn)方向保護的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地涉及輸電線路繼電保護領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，輸電線路繼電保護系統(tǒng)經(jīng)常使用方向高頻保護、相差高頻保護及光纖電流差動作為主保護。它的拒動(應動作而未動作)和誤動(不應動作而動作)，都會造成大面積停電，損壞電力設備，使電能質(zhì)量不滿足要求，給國民經(jīng)濟帶來巨大損失。
方向高頻保護是采用故障電壓及故障電流判斷故障發(fā)生在正方向還是反方向，根據(jù)兩側(cè)故障方向決定是否動作跳閘。由于判斷故障方向引入了電壓量，在電壓互感器斷線、系統(tǒng)振蕩時會出問題，這些情況下要閉鎖保護，這時若發(fā)生故障后果嚴重。
相差高頻保護是通過相互傳送電流相位信息得到兩側(cè)電流相位差，以判斷是否是區(qū)內(nèi)故障而動作跳閘。輸電線路上高頻信號傳輸延時會造成電流相位誤差，線路越長誤差越大，對于遠距離輸電線會有保護死區(qū)甚至不能使用。
光纖差動保護是通過光纖通道傳送輸電線各側(cè)電流采樣值或電流向量以計算差動電流，構(gòu)成輸電線電流差動保護。光纖差動對通訊通道要求高，兩端要同步，造價高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服以上保護方案中的缺陷，提出了一種利用同側(cè)電流流向變化實現(xiàn)方向保護的方法。所述的方法是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的，包括以下步驟被保護元件，如輸電線路兩端的保護裝置各自對本側(cè)電流互感器的電流波形經(jīng)過幅值相位調(diào)整、模數(shù)轉(zhuǎn)換后進行采樣得到電流瞬時值；當電流有突變時取得電流突變前后電流采樣值；
使用電流突變前后的采樣值計算突變后電流向量和突變前電流向量的角度；由計算出的角度與角度預值W比較，若計算出的角度大于W則認為電流方向有變化；若計算出的角度小于W則認為電流方向無變化，判斷出兩側(cè)各自電流流向是否有變化后，兩側(cè)保護裝置通過通訊手段將本側(cè)電流方向變化情況電流方向有變化或沒有變化，告知對側(cè)裝置；各側(cè)保護裝置各自進行判斷，若兩側(cè)電流方向均變化或均未變化則是被保護元件區(qū)外故障，保護裝置不動作；若兩側(cè)電流方向一側(cè)有變化而另一側(cè)未變化則是被保護元件區(qū)內(nèi)故障，保護裝置動作，跳開斷路器，隔離故障元件，保證電力系統(tǒng)可靠運行。
所述的預定值W是根據(jù)電力系統(tǒng)元件內(nèi)部故障和元件外故障時故障電流向量和故障前電流向量角度差確定的，取95～105度。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明較好地解決長期以來采用電壓量和電流量判斷故障方向時，在系統(tǒng)振蕩、電壓互感器斷線時保護裝置的不正確動作。也避免了相差高頻保護由于線路長度產(chǎn)生的信號延時等造成的保護死區(qū)。同時由于方向的變化是一個狀態(tài)量，只有兩種狀態(tài)，所以對通訊通道的要求低，抗干擾能力強，提高了保護裝置的可靠性。


圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提出的一種利用同側(cè)電流流向變化實現(xiàn)方向保護的方法是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的，所述的方法包括步驟首先從步驟S101開始，保護裝置對本側(cè)電流互感器的電流波形經(jīng)過幅值相位調(diào)整、模數(shù)轉(zhuǎn)換后進行采樣得到電流瞬時值，將電流的瞬時采樣值存入采樣隊列。
在步驟S102使用電流突變量判據(jù)判斷電流是否有突變，電流無突變則結(jié)束，若有突變則進入步驟S103。
步驟S103從采樣隊列中取得電流突變前后的電流采樣值。
步驟S104使用步驟S103中得到得采樣值，計算電流突變后電流向量相對于電流突變前向量的夾角。
步驟S105判斷得到的夾角是否大于角度預定值W。
若夾角大于W則判為電流流向有變化，進入步驟S106查看由通訊通道收到的對端信息，對端夾角是否也大于W，若對端夾角大于W則表明對端電流流向有變化，兩側(cè)電流流向都有變化，表明是區(qū)外故障則閉鎖保護，進入步驟S110結(jié)束；若對端夾角不大于W則表明對端電流流向無變化，本側(cè)電流流向有變化而對側(cè)電流流向無變化，是區(qū)內(nèi)故障，進入步驟S109，保護動作跳開斷路器。
若夾角小于W則判為電流流向無變化，進入步驟S107查看由通訊通道收到的對端信息，對端夾角是否也大于W，若對端夾角大于W則表明對端電流流向有變化，本側(cè)電流流向無變化而對側(cè)電流流向有變化，是區(qū)內(nèi)故障，進入步驟S109，保護動作跳開斷路器。若對端夾角不大于W則表明對端電流流向無變化，本側(cè)電流流向無變化而對側(cè)電流流向也無變化，是區(qū)外故障則閉鎖保護，進入步驟S110結(jié)束。
所述的定值W一般取95～105度。
由于在本發(fā)明中上述方法是在具體裝置中實現(xiàn)，例如對電流波形進行采樣得到瞬時值、判斷電流是否突變、取得突變前后的電流采樣值、計算突變前后電流向量夾角以及判斷電流流向的變化都可以由現(xiàn)有繼電保護裝置中的各個部分來實現(xiàn)，因此，上述的裝置在這里沒有必要進一步描述。本發(fā)明是僅利用同側(cè)電流流向變化實現(xiàn)方向保護的方法，可以用于對輸電線路、電力電纜等重要元件的繼電保護系統(tǒng)。
根據(jù)上述的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的方法的各個步驟進行合并或分解。
權(quán)利要求
1.一種利用同側(cè)電流流向變化實現(xiàn)方向保護的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟被保護元件兩端的保護裝置各自對本側(cè)電流互感器的電流波形經(jīng)過幅值相位調(diào)整、模數(shù)轉(zhuǎn)換后進行采樣得到電流瞬時值；當電流有突變時取得電流突變前后電流采樣值；使用電流突變前后的采樣值計算突變后電流向量和突變前電流向量的角度；由計算出的角度與角度預值W比較，若計算出的角度大于W則認為電流方向有變化，若計算出的角度小于W則認為電流方向無變化，判斷出兩側(cè)各自電流流向是否有變化后，兩側(cè)保護裝置通過通訊手段將本側(cè)電流方向變化情況告知對側(cè)裝置；各側(cè)保護裝置各自進行判斷，若兩側(cè)電流方向均變化或均未變化則是被保護元件區(qū)外故障，保護裝置不動作；若兩側(cè)電流方向一側(cè)有變化而另一側(cè)未變化則是被保護元件區(qū)內(nèi)故障，保護裝置動作，跳開斷路器，隔離故障元件，保證電力系統(tǒng)可靠運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用同側(cè)電流流向變化實現(xiàn)方向保護的方法，其特征在于，所述的角度預定值W是根據(jù)電力系統(tǒng)元件內(nèi)部故障和元件外故障時故障電流向量和故障前電流向量角度差確定的，取95～105度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用同側(cè)電流流向變化實現(xiàn)方向保護的方法，包括被保護元件兩端保護裝置各自對本側(cè)電流進行采樣；當電流有突變時，使用電流突變前后的采樣值計算突變前后電流向量的角度；由計算出的角度判斷兩側(cè)電流流向是否有變化；通過通訊手段將本側(cè)電流方向變化情況告知對側(cè)；若兩側(cè)電流方向均變化或均未變化則是被保護元件區(qū)外故障，保護裝置不動作；若兩側(cè)電流方向一側(cè)有變化而另一側(cè)未變化則是被保護元件區(qū)內(nèi)故障，保護裝置動作。該方法較好地解決長期以來采用電壓量和電流量判斷故障方向時保護裝置的不正確動作；避免了相差高頻保護由于信號延時造成的保護死區(qū)；該方法對通訊通道要求低，抗干擾能力強，提高了保護裝置的可靠性。
文檔編號H02H3/26GK1787316SQ20051008692
公開日2006年6月14日 申請日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者和敬涵, 范瑜 申請人:北京交通大學