基于虛擬電壓降落的自適應距離保護系統(tǒng)及其保護方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電力系統(tǒng)繼電保護【技術領域】中的一種基于虛擬電壓降落的自適應距離保護系統(tǒng)及其保護方法。系統(tǒng)包括順序相連的數(shù)據(jù)讀入模塊、保護計算模塊和保護動作模塊；方法包括：采集距離保護安裝處的電壓、距離保護安裝處的電流、距離保護安裝處的測量零序電流與測量電流間的夾角、距離保護安裝處的測量負序電流與測量電流間的夾角、距離保護整定范圍內(nèi)的線路阻抗邊界值和距離保護整定范圍內(nèi)的線路阻抗角；根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計算距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗；根據(jù)距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗，確定是否發(fā)送跳閘信號或者閉鎖信號。本發(fā)明實現(xiàn)了保護的正確動作，具有較高的抗過渡電阻干擾能力。
【專利說明】基于虛擬電壓降落的自適應距離保護系統(tǒng)及其保護方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護【技術領域】，尤其涉及一種基于虛擬電壓降落的自適應距離保護系統(tǒng)及其保護方法。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)保護以最大運行方式計算保護整定值，最小運行方式校驗保護靈敏度。這種嚴苛的整定條件雖然能夠保證保護正確動作，但也有明顯的缺陷:保護的整定值在其他運行方式下(包括系統(tǒng)的主要運行方式)，不是最佳的整定值；最不利的短路條件下，保護失效或性能嚴重變差。此外，隨著分布式電源的接入，電網(wǎng)的運行方式變得更加靈活，保護的選擇性、靈敏性和可靠性之間的矛盾也表現(xiàn)的愈加突出。針對這些矛盾，一些專家學者提出了自適應保護的概念。
[0003]本發(fā)明提出一種基于虛擬電壓降落的自適應距離保護系統(tǒng)及其保護方法，首先根據(jù)不同運行工況下量測相量的幾何分布特性，建立虛擬電壓降落方程，并求解自適應整定系數(shù)，構造自適應距離保護判據(jù)，然后針對過渡電阻對距離保護的干擾問題，借助負序和零序分量的測量，確定過渡電阻電壓偏移角，求取過渡電阻補償系數(shù)，從而提高了該自適應距離保護的抗過渡電阻干擾能力?；赑SCAD/EMTDC平臺的仿真實例驗證表明，本發(fā)明通過計算電力系統(tǒng)運行方式發(fā)生變化時的自適應系數(shù)，實時修正保護整定值，以實現(xiàn)保護正確動作；同時，利用測量負序和零序分量，確定過渡電阻電壓偏移角，求取過渡電阻補償系數(shù)，提高了該自適應距離保護的抗過渡電阻干擾能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于虛擬電壓降落的自適應距離保護系統(tǒng)及其保護方法，用于在電力系統(tǒng)運行方式發(fā)生變化的情況下，實現(xiàn)保護的正確動作和自適應距離保護的抗過渡電阻干擾能力。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術方案是，一種基于虛擬電壓降落的自適應距離保護系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括順序相連的數(shù)據(jù)讀入模塊、保護計算模塊和保護動作模塊；
[0006]所述數(shù)據(jù)讀入模塊用于采集距離保護安裝處的電壓、距離保護安裝處的電流、距離保護安裝處的測量零序電流與測量電流間的夾角、距離保護安裝處的測量負序電流與測量電流間的夾角、距離保護整定范圍內(nèi)的線路阻抗邊界值和距離保護整定范圍內(nèi)的線路阻抗角，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至保護計算模塊；
[0007]所述保護計算模塊用于計算距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗，并將計算得到的距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗發(fā)送至保護動作模塊；
[0008]所述保護動作模塊用于根據(jù)距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗，確定是否發(fā)送跳閘信號或者閉鎖信號。[0009]一種基于虛擬電壓降落的自適應距離保護方法，其特征是所述方法包括:
[0010]步驟1:采集數(shù)據(jù)，包括距離保護安裝處的電壓、距離保護安裝處的電流、距離保護安裝處的測量零序電流與測量電流間的夾角、距離保護安裝處的測量負序電流與測量電流間的夾角、距離保護整定范圍內(nèi)的線路阻抗邊界值和距離保護整定范圍內(nèi)的線路阻抗角；
[0011]步驟2:計算距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗；
[0012]步驟3:根據(jù)距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗，確定是否發(fā)送跳閘信號或者閉鎖信號。
[0013]所述距離保護安裝處的測量阻抗的計算公式為:
【權利要求】
1.一種基于虛擬電壓降落的自適應距離保護系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括順序相連的數(shù)據(jù)讀入模塊、保護計算模塊和保護動作模塊； 所述數(shù)據(jù)讀入模塊用于采集距離保護安裝處的電壓、距離保護安裝處的電流、距離保護安裝處的測量零序電流與測量電流間的夾角、距離保護安裝處的測量負序電流與測量電流間的夾角、距離保護整定范圍內(nèi)的線路阻抗邊界值和距離保護整定范圍內(nèi)的線路阻抗角，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至保護計算模塊； 所述保護計算模塊用于計算距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗，并將計算得到的距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗發(fā)送至保護動作模塊； 所述保護動作模塊用于根據(jù)距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗，確定是否發(fā)送跳閘信號或者閉鎖信號。
2.一種基于虛擬電壓降落的自適應距離保護方法，其特征是所述方法包括: 步驟1:采集數(shù)據(jù)，包括距離保護安裝處的電壓、距離保護安裝處的電流、距離保護安裝處的測量零序電流與測量電流間的夾角、距離保護安裝處的測量負序電流與測量電流間的夾角、距離保護整定范圍內(nèi)的線路阻抗邊界值和距離保護整定范圍內(nèi)的線路阻抗角；步驟2:計算距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗； 步驟3:根據(jù)距離保護安裝處的測量阻抗和自適應距離保護整定阻抗，確定是否發(fā)送跳閘信號或者閉鎖信號。
3.根據(jù)權利要求2所述的保護方法，其特征是所述距離保護安裝處的測量阻抗的計算公式為Z今'
m 其中，Zffl為距離保護安裝處的測量阻抗； I b距離保護安裝處的電壓； 為距離保護安裝處的電流。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的保護方法，其特征是所述自適應距離保護整定阻抗的計算公式為Zmn I ; 其中，Zset為自適應距離保護整定阻抗； kj為可靠系數(shù)；.cos(9(.r -G?,,,,,)
km為自適應整定系數(shù)且
5.根據(jù)權利要求4所述的保護方法，其特征是所述步驟3包括如下子步驟: 子步驟101:建立以阻抗平面原點為圓心，自適應距離保護整定阻抗的幅值為半徑的自適應距離保護動作判據(jù)全阻抗圓； 子步驟102:當距離保護安裝處的測量阻抗落入自適應距離保護的保護范圍時，進行如下動作: A、當距離保護安裝處的測量阻抗落入自適應距離保護動作判據(jù)全阻抗圓內(nèi)及圓上時，判斷保護范圍內(nèi)發(fā)生了短路，發(fā)送跳閘信號； B、當距離保護安裝處的測量阻抗落入自適應距離保護動作判據(jù)全阻抗圓外時，判斷線路正常運行，發(fā)送閉鎖信號。
【文檔編號】H02H7/26GK103779844SQ201410047183
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月11日 優(yōu)先權日:2014年2月11日
【發(fā)明者】馬靜, 王卓, 朱祥勝, 丁秀香, 王增平 申請人:華北電力大學