專利名稱：供配電線路自適應(yīng)電流速斷保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)供配電線路各種相間短路故障的保護(hù)方法，具體涉及電力系統(tǒng)供配電線路電流速斷保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
由于電流保護(hù)原理簡(jiǎn)單、所需元件少，因此，電流速斷保護(hù)作為各種相間短路故障的主要保護(hù)，在我國(guó)35kV及以下電壓等級(jí)供配電線路中獲得了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)電流速斷保護(hù)電流整定值按電力系統(tǒng)最大運(yùn)行方式通過離線計(jì)算得到，且按電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式校驗(yàn)其保護(hù)靈敏度，并在運(yùn)行中保持不變。這種方法存在的缺點(diǎn)是電流整定值一旦確定就固定不變，不能適應(yīng)電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式(設(shè)備或線路的投入/切除、發(fā)電機(jī)的出力變化等)與故障類型的變化，在其發(fā)生變化時(shí)，保護(hù)的選擇性、靈敏性會(huì)大為降低，甚至?xí)ケＷo(hù)范圍。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)電流速斷保護(hù)不能適應(yīng)電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式與故障類型變化及其選擇性和靈敏性較低、保護(hù)范圍較小的缺陷，本發(fā)明提供了一種供配電線路自適應(yīng)電流速斷保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，它能自動(dòng)適應(yīng)電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式與故障類型的變化，為供配電線路各種相間短路故障提供有效保護(hù)。本發(fā)明方法的步驟如下數(shù)字式繼電保護(hù)裝置上電 101；賦初值給自適應(yīng)電流速斷保護(hù)可靠系數(shù)KkI、供配電線路單位長(zhǎng)度阻抗Z與供配電線路長(zhǎng)度l 102；測(cè)得供配電線路相電流Ik、相電壓Uk、負(fù)序電流I2和正序電流I1的值 103；判斷負(fù)序電流I2的值是否大于K倍正序電流I1的值，其中0＜K＜1 104；104步驟結(jié)果如果為是，則故障類型系數(shù)Kd=3/2,105;]]>104步驟結(jié)果如果為否，則故障類型系數(shù)Kd＝1 106；經(jīng)105步驟或106步驟對(duì)Kd賦值后都執(zhí)行107步驟，即由公式Zs＝Umg/Img計(jì)算系統(tǒng)實(shí)際阻抗Zs的值，其中Umg為故障時(shí)被保護(hù)供配電線路保護(hù)裝置安裝處故障分量電壓值，Img為故障時(shí)被保護(hù)供配電線路保護(hù)裝置安裝處故障分量電流值，由公式E＝Uk+IkZs計(jì)算系統(tǒng)等效電源相電勢(shì)E的值，由集控中心、變電站控制中心獲得集控中心整定系數(shù)Kj與變電站整定系數(shù)Kb的值 107；由公式Iset.I=(1+Kj)(1+Kb)KklKdEZs+Zl]]>在線計(jì)算電流速斷保護(hù)整定值Iset.I的值108；判斷是否滿足Ik≥Iset.I109；109步驟結(jié)果如果為否，則返回步驟103的起始端；109步驟結(jié)果如果為是，則數(shù)字式繼電保護(hù)裝置的電流速斷保護(hù)動(dòng)作 110。
本發(fā)明的自適應(yīng)電流速斷保護(hù)實(shí)現(xiàn)的方法的特點(diǎn)在于通過在集控中心、變電站控制中心獲得Kj、Kb的值和在數(shù)字式繼電保護(hù)裝置處自動(dòng)在線計(jì)算并修正電流速斷保護(hù)的整定值，達(dá)到了適應(yīng)電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式和故障類型變化的目的，從而使電流速斷保護(hù)在電力系統(tǒng)各種運(yùn)行方式下和電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化時(shí)均具有最佳保護(hù)效果，在不同故障情況下均具有同樣大的保護(hù)范圍，大大提高了電流速斷保護(hù)的選擇性和靈敏性。


圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖，圖2是具體實(shí)施方式
二的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式的步驟如下數(shù)字式繼電保護(hù)裝置上電 101；賦初值給自適應(yīng)電流速斷保護(hù)可靠系數(shù)KkI、供配電線路單位長(zhǎng)度阻抗Z與供配電線路長(zhǎng)度l 102；測(cè)得供配電線路相電流Ik、相電壓Uk、負(fù)序電流I2和正序電流I1的值 103；判斷負(fù)序電流I2的值是否大于K倍正序電流I1的值，其中0＜K＜1 104；104步驟結(jié)果如果為是，則故障類型系數(shù)Kd=3/2,105;]]>104步驟結(jié)果如果為否，則故障類型系數(shù)Kd＝1 106；經(jīng)105步驟或106步驟對(duì)Kd賦值后都執(zhí)行107步驟，即由公式Zs＝Umg/Img計(jì)算系統(tǒng)實(shí)際阻抗Zs的值，其中Umg為故障時(shí)被保護(hù)供配電線路保護(hù)裝置安裝處故障分量電壓值，Img為故障時(shí)被保護(hù)供配電線路保護(hù)裝置安裝處故障分量電流值，由公式E＝Uk+IkZs計(jì)算系統(tǒng)等效電源相電勢(shì)E的值，由集控中心、變電站控制中心獲得集控中心整定系數(shù)Kj與變電站整定系數(shù)Kb的值 107；由公式Iset.I=(1+Kj)(1+Kb)KkIKdEZs+Zl]]>在線計(jì)算電流速斷保護(hù)整定值Iset.I的值108；判斷是否滿足Ik≥Iset.I109；109步驟結(jié)果如果為否，則返回步驟103的起始端；109步驟結(jié)果如果為是，則數(shù)字式繼電保護(hù)裝置的電流速斷保護(hù)動(dòng)作 110。在本發(fā)明中
(一)數(shù)字式繼電保護(hù)裝置即為供配電線路自適應(yīng)電流速斷保護(hù)裝置，目前電力系統(tǒng)中應(yīng)用的基于單片機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)且具有現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口的數(shù)字式繼電保護(hù)裝置均可作為供配電線路自適應(yīng)電流速斷保護(hù)裝置，例如許繼電氣股份有限公司推出的基于80C196且具有RS485、Lonworks總線通信接口的WXH-110微機(jī)線路保護(hù)裝置和阿城繼電器股份有限公司推出的基于TMS320LF2407且具有CAN總線通信接口的DSL-31數(shù)字線路保護(hù)測(cè)控裝置。
(二)因三相短路時(shí)負(fù)序電流為零，兩相短路時(shí)正序、負(fù)序電流相等，若引入系數(shù)K＜1，則當(dāng)I2＞KI1滿足時(shí)，判為兩相短路，Kd=3/2;]]>若I2＞KI1不滿足且三相電壓均較低時(shí)，則判為三相短路，Kd＝1。
(三)系統(tǒng)電源側(cè)實(shí)際阻抗Zs代表系統(tǒng)的運(yùn)行方式，它可根據(jù)故障分量理論由公式Zs＝Umg/Img在線求得。
(四)系統(tǒng)等效電源相電勢(shì)E可按常規(guī)方法預(yù)先設(shè)定(可設(shè)定為額定相電壓的105％)，也可在已知系統(tǒng)電源側(cè)實(shí)際阻抗Zs的情況下由式E＝Uk+IkZs精確在線計(jì)算。本發(fā)明中采用式E＝Uk+IkZs在線計(jì)算系統(tǒng)電源側(cè)實(shí)際阻抗Zs。
(五)由電流速斷保護(hù)電流整定公式Iset.I=(1+Kj)(1+Kb)KkIKdEZs+Zl]]>在線計(jì)算電流速斷保護(hù)整定值Iset.I的值。電流速斷保護(hù)電流整定公式Iset.I=(1+Kj)(1+Kb)KkIKdEZs+Zl]]>通過在集控中心確定集控中心整定系數(shù)Kj的值、在變電站控制中心確定變電站整定系數(shù)Kb的值和在數(shù)字式繼電護(hù)裝置處確定系統(tǒng)電源側(cè)實(shí)際阻抗Zs考慮了系統(tǒng)運(yùn)行方式和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化的影響，通過在數(shù)字式繼電保護(hù)裝置處確定故障類型系數(shù)Kd的值考慮了故障類型變化的影響。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式是對(duì)107步驟中集控中心整定系數(shù)kj和變電站整定系數(shù)kb數(shù)值的確定方法，下面結(jié)合圖2具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式的步驟如下查詢電力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控信息 701；判斷是否有變化 702；702步驟結(jié)果如果為是，則判斷電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否有變化發(fā)生 703；702步驟結(jié)果如果為否，則Kj＝0，Kb＝0 704；703步驟結(jié)果如果為是，則根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化在線計(jì)算數(shù)字式繼電保護(hù)裝置對(duì)應(yīng)的Kj與Kb的值 705；703步驟結(jié)果如果為否，則根據(jù)運(yùn)行方式變化在線計(jì)算數(shù)字式繼電保護(hù)裝置對(duì)應(yīng)的Kj與Kb的值706；經(jīng)704步驟、705步驟、706步驟計(jì)算得到的集控中心整定系數(shù)Kj與變電站整定系數(shù)Kb的值發(fā)送給數(shù)字式繼電保護(hù)裝置 707。在本實(shí)施方式中(一)Kj=Iset.I.j′-Iset.I.jIset.I.J,]]>其中Iset.I.j為電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或運(yùn)行方式變化前在集控中心按常規(guī)整定方法求得的自適應(yīng)電流速斷保護(hù)電流整定值；Iset.I.j′為電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化后在集控中心按常規(guī)整定方法求得的自適應(yīng)電流速斷保護(hù)電流整定值。整定值變大時(shí)，Kj的值為正；整定值變小時(shí)，Kj的值為負(fù)。
(二)Kb=Iset.I.b′-Iset.I.bIset.I.b,]]>其中Iset.I.b為電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或運(yùn)行方式變化前在變電站控制中心按常規(guī)整定方法求得的自適應(yīng)電流速斷保護(hù)電流整定值；Iset.I.b′為電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化后在變電站控制中心按常規(guī)整定方法求得的自適應(yīng)電流速斷保護(hù)電流整定值。整定值變大時(shí)，Kb的值為正；整定值變小時(shí)，Kb的值為負(fù)。
權(quán)利要求
1.一種供配電線路自適應(yīng)電流速斷保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于它通過以下步驟完成數(shù)字式繼電保護(hù)裝置上電(101)；賦初值給自適應(yīng)電流速斷保護(hù)可靠系數(shù)KkI、供配電線路單位長(zhǎng)度阻抗Z與供配電線路長(zhǎng)度l(102)；測(cè)得供配電線路相電流Ik、相電壓Uk、負(fù)序電流I2和正序電流I1的值(103)；判斷負(fù)序電流I2的值是否大于K倍正序電流I1的值，其中0＜K＜1(104)；(104)步驟結(jié)果如果為是，則故障類型系數(shù)Kd＝/2(105)；(104)步驟結(jié)果如果為否，則故障類型系數(shù)Kd＝1(106)；經(jīng)(105)步驟或(106)步驟對(duì)Kd賦值后都執(zhí)行(107)步驟，即由公式Zs＝Umg/Img計(jì)算系統(tǒng)實(shí)際阻抗Zs的值，其中Umg為故障時(shí)被保護(hù)供配電線路保護(hù)裝置安裝處故障分量電壓值，Img為故障時(shí)被保護(hù)供配電線路保護(hù)裝置安裝處故障分量電流值，由公式E＝Uk+IkZs計(jì)算系統(tǒng)等效電源相電勢(shì)E的值，由集控中心、變電站控制中心獲得集控中心整定系數(shù)Kj與變電站整定系數(shù)Kb的值(107)；由公式Iset.I=(1+Kj)(1+Kb)KkIKdEZs+Zl]]>在線計(jì)算電流速斷保護(hù)整定值Iset.I的值(108)；判斷是否滿足Ik≥Iset.I(109)；(109)步驟結(jié)果如果為否，則返回步驟(103)的起始端；(109)步驟結(jié)果如果為是，則數(shù)字式繼電保護(hù)裝置的電流速斷保護(hù)動(dòng)作(110)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供配電線路電流速斷保護(hù)實(shí)現(xiàn)的方法，其特征在于在步驟(107)中集控中心整定系數(shù)Kj與變電站整定系數(shù)Kb的值依下列步驟確定查詢電力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控信息(701)；判斷是否有變化(702)；(702)步驟結(jié)果如果為是，則判斷電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否有變化發(fā)生(703)；(702)步驟結(jié)果如果為否，則Kj＝0，Kb＝0(704)；(703)步驟結(jié)果如果為是，則根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化在線計(jì)算數(shù)字式繼電保護(hù)裝置對(duì)應(yīng)的Kj與Kb的值(705)；(703)步驟結(jié)果如果為否，則根據(jù)運(yùn)行方式變化在線計(jì)算數(shù)字式繼電保護(hù)裝置對(duì)應(yīng)的Kj與Kb的值(706)；經(jīng)(704)步驟、(705)步驟、(706)步驟計(jì)算得到的集控中心整定系數(shù)Kj與變電站整定系數(shù)Kb的值發(fā)送給數(shù)字式繼電保護(hù)裝置(707)。
全文摘要
供配電線路自適應(yīng)電流速斷保護(hù)實(shí)現(xiàn)的方法，它屬于供配電線路相間短路故障的保護(hù)方法，它克服傳統(tǒng)電流速斷保護(hù)電流整定值一旦確定就固定不變，不能適應(yīng)電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式與故障類型變化等缺陷。其步驟是數(shù)字式繼電保護(hù)裝置上電準(zhǔn)備；賦初值給K
文檔編號(hào)H02H7/26GK1945912SQ20061015090
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月16日
發(fā)明者張東中, 李中偉, 佟為明, 趙志衡, 李鳳閣 申請(qǐng)人:黑龍江大學(xué), 哈爾濱工業(yè)大學(xué)