專利名稱：利用零序環(huán)回功能實現(xiàn)線路高阻快速跳閘的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地涉及繼電保護的方法。
背景技術(shù)：
輸電線路是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸送電等的基本設(shè)備，在電力系統(tǒng)中占有非常重要的地位。而輸電線路往往需要穿越山區(qū)、高原等地，近年來頻繁發(fā)生由于對樹枝、毛竹放電及雷害、山火造成的高阻接地故障，對主系統(tǒng)影響較大，容易造成電網(wǎng)解列，以及變壓器越級跳閘等重大事故。高壓線路保護擔(dān)負輸送電的重要任務(wù)，是電力系統(tǒng)的重要樞紐。它們造價極為昂貴，一旦因故障而遭到損壞，檢修難度大、時間長，對國民經(jīng)濟造成的直接和間接損失十分巨大。這樣就對高壓線路保護裝置的選擇性、快速性、可靠性、靈敏性提出了更高的要求。
對于220KV～1000KV的高壓線路保護，由于傳輸距離比較長，線路經(jīng)過的地區(qū)比較復(fù)雜，往往會遇到各種形式的故障，近年來由于高阻接地故障引起的保護拒動的現(xiàn)象時有發(fā)生。當(dāng)發(fā)生高阻間斷性接地故障時，由于存在寄生電壓，引起線路微機高頻保護不能及時動作出口，導(dǎo)致停電范圍進一步擴大的事故，嚴重影響了安全運行。對于高阻故障，目前縱聯(lián)距離保護解決的辦法主要是靠兩側(cè)縱聯(lián)零序停信跳閘。而在實際高阻故障情況下，兩側(cè)縱聯(lián)零序有可能只有一端滿足縱聯(lián)零序停信條件，另一端保護縱聯(lián)零序不能滿足條件，甚至是沒有零序電流，因此縱聯(lián)零序在此情況下往往不能滿足快速出口動作的條件。而高壓零序保護要保證選擇性、可靠性，則需要零序元件準(zhǔn)確判出零序正方向來把關(guān)，保證只有在保護范圍內(nèi)故障時，本保護裝置才可以動作，反方向保護不能動作。目前零序方向主要是靠比較零序電壓和零序電流之間的相角差在某一范圍內(nèi)才認為是在保護的正方向發(fā)生了故障，在其它的角度范圍則認為是反方向故障或不是故障。
目前傳統(tǒng)的縱聯(lián)零序動作跳閘的條件是，兩側(cè)縱聯(lián)零序都為正方向，而縱聯(lián)零序正方向要求零序電流大于一定值且零序電壓大于一定值；對于保護TA(電流測量元件)，TV(電壓測量元件)來說，有一定的范圍精度，如TA的10％的誤差，對測量元件來說是允許其有誤差的，這就要求當(dāng)零序電壓和零序電流小于一定數(shù)值時，不允許保護判方向，零序電流小則零序保護基本動作條件不滿足，則不能動作?，F(xiàn)場運行情況表明，在高阻接地故障時，零序電流條件一般都能滿足零序保護的動作條件，但在某些條件下，如保護安裝出口高阻故障時，對側(cè)零序電流和零序電壓都不滿足條件，在500kV系統(tǒng)及特高壓等線路上，線路越長，此種情況發(fā)生的概率越大。而對于高壓及特高壓線路系統(tǒng)，往往不允許線路長期帶故障運行，此時若依靠后備動作，則動作時限一般較長，因此需要主保護快速動作，本發(fā)明針對此情況，提出可利用單端零序信息，利用縱聯(lián)光纖通道兩側(cè)交換信息，可實現(xiàn)縱聯(lián)零序保護快速跳閘。利用此方法可實行保護的選擇性及速動性，結(jié)合正常的縱聯(lián)零序保護，可實現(xiàn)全線路高阻情況下的快速跳閘。

發(fā)明內(nèi)容
對于高阻接地故障，尤其是高壓及特高壓等線路，在發(fā)生線路高阻故障的情況下，線路兩端往往只有一端滿足零序電流和零序電壓的條件，另一端可能零序電流和零序電壓都不滿足動作條件，本發(fā)明主要解決縱聯(lián)零序在此情況下的快速動作的要求。該方法包括如下步驟線路保護裝置對互感器的電流電壓波形進行采樣得到電流電壓瞬時值；通過傅氏算法求出各電氣量的復(fù)數(shù)形式；通過濾序算法濾出電流和電壓的零序分量；計算縱聯(lián)保護各方向元件；若本側(cè)方向正向且對側(cè)方向正向，兩側(cè)快速跳閘；若縱聯(lián)保護各方向元件都不動作且本側(cè)三相電壓高于相電壓預(yù)定值，而且零序電流低于零序電流預(yù)定值，此時若收到對側(cè)零序方向為正方向的信號，則發(fā)允許信號允許兩側(cè)保護快速跳閘。
根據(jù)本發(fā)明，采用零序環(huán)回快速跳閘的條件是(本側(cè)方向元件非正非反)∩(本側(cè)電壓高)∩(本側(cè)零序電流低)∩(對側(cè)零序正向)式中本側(cè)方向元件指目前縱聯(lián)距離保護所用的所有方向元件判據(jù)；本側(cè)電壓高，是指三相電壓的幅值都要高于一定值；本側(cè)零序電流低，是指要求本側(cè)零序電流的幅值小于一定值；在本發(fā)明中，出口跳閘的條件中，正、反方向元件都是指用本側(cè)的電流、電壓所計算的各種序分量及判據(jù)，目前，高壓線路保護常用判方向的判據(jù)包括記憶阻抗判方向，突變量判方向，零序元件判方向，負序元件判方向等，這都是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。
該方法對高阻接地故障的識別更加準(zhǔn)確，在提高靈敏度的同時可保證保護的安全可靠運行，較好地解決了長期以來高阻接地故障時，若只有單端滿足動作條件時，現(xiàn)有保護不能正確動作的技術(shù)難題。


附圖1為零序環(huán)回動作示意圖。
具體實施方案以下論述中的符號使用如下電流互感器(簡稱TA，以下同)和電壓互感器(簡稱TV，以下同)。
首先保護根據(jù)保護安裝處的TA和TV測得電流和電壓的瞬時值。
其次通過傅氏算法求出各電氣量的復(fù)數(shù)形式；根據(jù)附圖1顯示的邏輯，步驟如下1)首先要計算縱聯(lián)保護的各種方向元件；2)若本側(cè)方向正向且對側(cè)方向正向，兩側(cè)快速跳閘；3)若各方向元件正、反向都不動作，則判斷三相電壓和三相電流的大??；4)若三相電壓大于一定門檻且零序電流小于一定門檻，此時若收到對側(cè)零序正向的信號，則發(fā)允許信號允許兩側(cè)保護跳閘；當(dāng)發(fā)生保護線路內(nèi)部高阻故障時，兩側(cè)保護可能只有一側(cè)能滿足零序電流和零序電壓判斷零序方向元件的條件，另一側(cè)電流和電壓基本沒變化，電壓等級越高，線路越長，在線路末端高阻故障時此情況出現(xiàn)的可能性越大，因此，在這種情況下，使用零序環(huán)回功能可保證縱聯(lián)保護快速跳閘；在實際應(yīng)用中，現(xiàn)場電壓標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)在57.7V左右，考慮一定的可靠性，相電壓的門檻值可選在50V左右，而零序電流的門檻值可選擇和零序停信門檻值有關(guān)的值，或者取一可靠系數(shù)，以保證正反方向可靠判別，目前，該系數(shù)可選擇0.9～0.95倍零序停信門檻值左右；區(qū)外高阻故障時，由于靠近故障點的反方向元件先動作，因此，零序環(huán)回功能不會誤動。由于使用零序環(huán)回功能需用到電流和電壓，因此，在TA斷線和TV斷線的情況時，將閉鎖本保護。
實際上，在復(fù)雜的區(qū)外故障暫態(tài)過程中，例如當(dāng)區(qū)外故障，近端保護所測的零序電壓可以滿足條件，縱聯(lián)方向保護兩側(cè)的正反方向元件總是相互配合的，因此在反向故障時，本方向元件不會誤動作。當(dāng)發(fā)生相間故障時，由于沒有零序電壓，同時也沒有零序電流，故本元件也不會發(fā)生誤動作。
綜上所述，本發(fā)明在高壓線路保護只有一側(cè)滿足零序元件動作條件時，結(jié)合另一側(cè)電流、電壓的具體情況，可實行全線路高阻情況下的快速跳閘，在提高靈敏度的同時可保證保護裝置的安全可靠運行。
權(quán)利要求
1.一種在電力系統(tǒng)的高壓輸電線路利用兩側(cè)信息實現(xiàn)快速跳閘的方法，該方法包括如下步驟線路保護裝置對互感器的電流電壓波形采樣得到電流電壓瞬時值；通過傅氏算法求出各電氣量的復(fù)數(shù)形式；通過濾序算法濾出電流和電壓的零序分量、負序分量，正序分量；其特征在于若本側(cè)方向正向且對側(cè)方向正向，兩側(cè)快速跳閘；若本側(cè)所計算的正、反方向元件都不滿足快速跳閘條件，且本側(cè)三相電壓高于相電壓預(yù)定值，零序電流小于零序電流預(yù)定值，此時若收到對側(cè)零序正方向的判據(jù)，則兩側(cè)可快速出口跳閘。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中高壓線路保護判方向的判據(jù)包括記憶阻抗判方向，突變量判方向，零序元件判方向，負序元件判方向。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中出口跳閘的條件中，正、反方向元件都是指用本側(cè)的電流、電壓所計算的各種序分量及判據(jù)。
全文摘要
公開了一種通過判斷保護安裝處電壓、電流，判斷是否區(qū)內(nèi)外故障，并結(jié)合對側(cè)零序電流的方向，實現(xiàn)高壓線路保護在高阻情況全線速動的保護判據(jù)。該方法包括如下步驟高壓線路保護裝置對互感器的電流電壓波形進行采樣得到電流電壓瞬時值；通過傅氏算法求出各電氣量的復(fù)數(shù)形式；通過濾序算法濾出保護安裝處的零序電流和零序電壓；首先判斷本側(cè)方向元件是否滿足正、反方向元件判據(jù)的條件，若本側(cè)不滿足判斷正、反方向元件的條件，判斷對側(cè)零序分量是否滿足正方向判據(jù)，若對側(cè)滿足零序正方向判據(jù)，結(jié)合本側(cè)具體情況，則兩端快速跳閘，滿足高壓線路保護對高阻故障快速跳閘的要求。該方法對線路高阻接地故障時的零序方向識別更加準(zhǔn)確，提高了零序保護的選擇性、可靠性，滿足線路保護在高阻情況下快速動作的要求。在提高零序保護的靈敏度的同時可保證保護的安全可靠運行。
文檔編號H02H7/26GK101043139SQ200710098648
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月24日
發(fā)明者徐振宇, 杜兆強, 黃少鋒, 魏會利, 張效宇 申請人:北京四方繼保自動化股份有限公司