基于無功功率突變量啟動的定時限過電流保護方法
【專利摘要】一種配電網(wǎng)繼電保護【技術(shù)領(lǐng)域】的基于無功功率突變量啟動的定時限過電流保護方法，首先采用負序電壓啟動元件監(jiān)測線路負序電壓，當超過負序電壓啟動值Uset時，負序電壓元件動作，啟動輸出信號并保持；然后采用無功功率突變量啟動元件監(jiān)測三相無功功率，計算三相無功功率和的突變量，當突變量超過無功功率啟動值Qset時，啟動輸出信號并保持；再按照遠后備保護必須保證的靈敏度整定保護III段的動作電流，得到動作電流整定值；當短路電流超過步驟三中的動作電流整定值，且步驟一、步驟二中的啟動元件均發(fā)出動作信號時，保護經(jīng)III段延時tIII出口跳閘，并且發(fā)出跳閘信號。本發(fā)明具有可靠動作，靈敏度高，抗過渡電阻能力強等優(yōu)點，尤其適用于有功分量較大的重負荷線路保護。
【專利說明】基于無功功率突變量啟動的定時限過電流保護方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種配電網(wǎng)繼電保護【技術(shù)領(lǐng)域】的方法，具體是一種基于無功功率突變量啟動的定時限過電流保護方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城市化進程的進一步加快，城市用電負荷也逐漸上升，配電線路負荷不斷增加。以電能作為能量來源的電動汽車需要通過充電裝置對蓄電池進行充電，但大規(guī)模電動汽車同時充電使得線路更加重載。電動汽車充電機通常采用整流-逆變-整流的結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)側(cè)電流三相對稱，基波功率因數(shù)接近I，無功分量較小。
[0003]目前，35kV及以下配電網(wǎng)的保護方式主要是三段式電流保護，其優(yōu)點是簡單可靠，在一定程度上能夠滿足快速切除故障的要求。其中定時限過電流保護(III段)需要考慮躲開可能出現(xiàn)的最大負荷電流，且考慮電機自啟動過程中保護能夠可靠返回；作為后備保護，必須檢驗最小方式下相鄰線路末端金屬性兩相相間短路時的靈敏度。ι、π段保護定值較高，通常不會受到負荷電流的影響。
[0004]對于含有大規(guī)模電動汽車充電負荷接入的重負荷配電線路，隨著負荷電流的增力口，通常的保護方案僅僅提高III段保護定值以躲開重負荷電流，保護的整定值比較大，在較長相鄰線路末端發(fā)生兩相短路時，短路電流較小，保護靈敏度降低，對配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成嚴重威脅。
[0005]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻號CN101267099A，
【公開日】2008 - 09 - 17，公開了一種供配電線路自適應(yīng)過電流保護的實現(xiàn)方法，包括:預先設(shè)定返回系數(shù)、可靠系數(shù)、自啟動系數(shù)；測量線路相電流值；通過SCADA或EMS獲得A、B兩相實際負荷電流值；通過返回系數(shù)、可靠系數(shù)、自啟動系數(shù)和負荷電流值，在線計算得整定值；考慮和相鄰線路過電流保護配合，通過可靠系數(shù)計算另一整定值，和前一整定值相比，較大的作為本線路過電流保護整定值；比較相電流值和整定值的大小，若相電流值較大，則過電流保護動作；否則，獲取負荷電流值，重新計算。該方法考慮線路實際負荷大小，確保了保護的可靠動作，但需要借助數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)或能量管理系統(tǒng)監(jiān)測負荷電流，實現(xiàn)過程復雜，成本較高，無法大規(guī)模普及。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種基于無功功率突變量啟動的定時限過電流保護方法，具有可靠動作，靈敏度高，抗過渡電阻能力強等優(yōu)點，尤其適用于有功分量較大的重負荷線路保護。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟:
[0008]步驟一，采用負序電壓啟動元件監(jiān)測線路負序電壓，當超過負序電壓啟動值Uset時，負序電壓元件動作，啟動輸出信號并保持；
[0009]步驟二，采用無功功率突變量啟動元件監(jiān)測三相無功功率，計算三相無功功率和的突變量，當突變量超過無功功率啟動值Qsrt時，啟動輸出信號并保持；
[0010]步驟三，按照遠后備保護必須保證的靈敏度整定保護III段的動作電流，得到動作電流整定值；
[0011]步驟四，當短路電流超過步驟三中的動作電流整定值，且步驟一、步驟二中的啟動元件均發(fā)出動作信號時，保護經(jīng)III段延時tm出口跳閘，并且發(fā)出跳閘信號。
[0012]所述的負序電壓啟動元件的啟動值Uset按照躲開正常運行時可能出現(xiàn)的最大不平衡電壓來整定:Uset = kUN，其中叫為線路正常運行時的額定電壓；k為可靠系數(shù)，取0.06。只要出現(xiàn)故障，都會出現(xiàn)負序分量，一旦檢測到負序電壓，就將動作信號延長0.2秒，以啟動保護裝置。
[0013]所述的無功功率突變量啟動元件的啟動值Qsrt按照躲開本線路正常運行時可能出現(xiàn)的最大無功功率來整定，并且考慮在相鄰線路故障時保護動作切除故障后，電動機自啟
動過程中可以可靠返回
【權(quán)利要求】
1.一種基于無功功率突變量啟動的定時限過電流保護方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，采用負序電壓啟動元件監(jiān)測線路負序電壓，當超過負序電壓啟動值Usrt時，負序電壓元件動作，啟動輸出信號并保持； 步驟二，采用無功功率突變量啟動元件監(jiān)測三相無功功率，計算三相無功功率和的突變量，當突變量超過無功功率啟動值Qsrt時，啟動輸出信號并保持； 步驟三，按照遠后備保護必須保證的靈敏度整定保護III段的動作電流，得到動作電流整定值； 步驟四，當短路電流超過步驟三中的動作電流整定值，且步驟一、步驟二中的啟動元件均發(fā)出動作信號時，保護經(jīng)III段延時tm出口跳閘，并且發(fā)出跳閘信號； 所述的負序電壓啟動元件的啟動值
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的可靠系數(shù)為0.06 ;當出現(xiàn)負序分量時將動作信號延長0.2秒，以啟動保護裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的無功功率突變量啟動元件輸出啟動信號后，保持0.2秒，以使保護裝置可靠啟動。
4.一種用于實現(xiàn)上述任一權(quán)利要求所述方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括:用于比較負序電壓和負序電壓啟動值的負序分量啟動模塊、用于比較無功功率和無功功率啟動值的無功功率突變量啟動模塊、用于比較線路電流和動作電流整定值的比較器以及延時器，其中:負序分量啟動模塊的輸入端采集負序電壓，無功功率突變量啟動模塊的輸入端采集無功功率，比較器的輸入端采集線路電流，負序分量啟動模塊、無功功率突變量啟動模塊和比較器的輸出端并聯(lián)后與延時器相連，延時器在三路輸入端均接受到觸發(fā)信號時延時后發(fā)出跳閘信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的負序分量啟動模塊包括:依次連接的電壓過濾器、比較器和延時器，其中:電壓過濾器用于獲得三相基波電壓，比較器用于比較過濾后的負序電壓與負序電壓啟動值，延時器用于在負序電壓大于等于負序電壓啟動值時延時后發(fā)出觸發(fā)信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的無功功率突變量啟動模塊包括:依次連接的突變量檢測單元、比較器和延時器，其中:突變量檢測單元用于計算當前無功功率與歷史無功功率之差，作為無功功率突變量，比較器用于比較無功功率突變量與啟動值，延時器用于在無功功率突變量大于等于無功功率突變量啟動值時延時后發(fā)出觸發(fā)信號。
【文檔編號】H02H7/26GK103986133SQ201410240657
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】范春菊, 郭煜華, 姜軍 申請人:上海交通大學