专利名称：一种基于复合感受量的距离保护整定方法
技术领域：
本发明属于交流输电系统继电保护技术领域，具体涉及一种基于复合感受量的距 离保护整定方法。
背景技术：
接地距离保护是一种低动作量的阻抗保护，根据保护安装处测量阻抗的大小判断 故障的有无和远近，其最大的特点就是保护范围受运行方式变化影响小，相对固定。随着微 机保护技术的发展，接地距离保护在超高压电网中的应用日益广泛，已经成为最主要的接 地故障后备保护。目前，接地距离保护整定计算普遍采用了基于助增系数的整定方法[1]。该方法将 保护间的配合关系转换为配合保护所在线路与保护所在线路电流的比例关系，称为助增系 数，通过计算保护所在线路阻抗与配合保护动作阻抗乘以助增系数之和获得保护定值。基于助增系数的整定公式如式(1)所示Zdz = KkZL+KkKzZ' DZ (1)其中，Zdz为待整定保护的动作阻抗；Kk为可靠系数；KZ为配合保护保护范围末端 故障时保护与配合保护正序助增系数和零序助增系数中的较小值；A为保护所在线路正序 阻抗；Z' DZ为配合保护动作阻抗。。该方法的不足之处在于忽略了正、零序网络的差异和零 序互感的影响，计算结果在某些情况下不够准确；而且，其整定公式中引入了保护所在线路 阻抗，在应用于某些特殊网络时公式形式可能随网络结构和系统运行状态变化而变化，计 算机实现复杂。针对基于助增系数整定方法的不足，文献[2，3]研究了基于感受量的整定方法， 其基本思想是直接根据配合保护末端故障时保护安装处的感受阻抗计算保护定值。该方法 综合考虑了正零序网络差异、零序互感等因素对整定计算的影响，保证了整定结果的准确 性。文献[3]提出的基于感受量的整定方法如下
1)当保护所在线路为无零序互感线路时，整定公式如式(2)所示t 7
L UZ
保护所在线路为尤零序互感线路时，整定公式如式(2. 2)当保护所在线路为零序互感线路时，整定公式如式(3)所示t
其中，ΙρΙο,Κ,Γ φ,1' Ο'Κ'分别为配合保护所在线路末端故障时，保护安装处 的相电流，零序电流，零序补偿系数和配合保护安装处的相电流，零序电流，零序补偿系数； ZL,Z'[为保护所在线路和配合保护所在线路正序阻抗；Z' 为配合保护动作阻抗。由于 整定公式中同样引入了保护所在线路阻抗，也存在公式形式可能随网络结构和系统运行状 态变化而变化的不足。
参考文献
[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规定汇编.北京中国电力出版 社，1997. 82 83.[2]王珍珍，凌煦，李小娟等.电力系统智能型接地距离保护整定计算程序[J].电 力系统自动化，2000，24 (16) 55-57.Wang Zhenzhen, Ling Xu, Li Xiaojuan.The Intelligent Program Of PowerSystem Ground Distance Protection Automation Of Electric Power Systems. Automation of Electric Power Systems[J]，2000，24(16) :55_57(in Chinese).[3]王广学，俸玲，李晓娟.电力系统输电线路接地距离保护整定计算研究[J].电 网技术，2002，26 (2) 50-53.Wang Guangxue, Feng Ling, Li Xiaojuan. Research On Setting CalculationOf Grounding Distance Protection Of Transmission[J]. Power SystemTechnology,2002, 26(2) :50-53(in Chinese).
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于复合感受量的距离保护整定计算方法，该方法能 够优化保护定值，并提高保护系统的整体运行性能。本发明提供了一种基于复合感受量的距离保护整定方法，该方法所采用的整定计 算公式如式(4)所示 其中，Zdz为待整定保护的动作阻抗，Kk为可靠系数，〃#、‘和Itll分别为配合保护 所在线路末端故障时，保护安装处的相电压、相电流和零序电流，仏和Γ 01分别为配合保 护所在线路末端故障时，配合保护安装处的相电流和零序电流；K和K'分别为保护所在线 路和配合保护所在线路的零序补偿系数；Z' DZ为配合保护的动作阻抗；Z'[为配合保护所 在线路正序阻抗。本发明针对基于助增系数整定方法的不足，提出了实用的整定原则。与现有整定 方法相比，基于感受量的改进整定方法具有以下优点1)综合考虑了正零序网络差异、零序互感等因素对整定计算的影响，整定结果合 理；2)整定公式形式统一，对于任意配合保护，如纵联、距离I、II、III段等，都可以方 便地确定保护定值；3)整定公式没有引入保护所在线路阻抗，只与保护所在位置的电压、电流量和配 合保护所在位置电流量、配合保护动作阻抗有关，公式形式不受网络拓扑结构和元件运行 状态变更影响，有利于计算机实现。
图1为本发明方法的流程图；图2为某大型超高压电网局部拓扑结构图。
具体实施例方式本发明首先深入分析了现在接地距离保护整定计算普遍采用的基于助增系数的 整定方法，总结了该整定方法的不足。然后，以现有基于感受量的整定方法为基础，提出了 基于感受量的改进整定方法，给出了普遍适用、形式统一的整定计算公式。最后，在实际工 程算例中，对基于助增系数整定方法和基于感受量改进整定方法的整定结果进行了比较， 比较结果验证了改进方法的有效性。如图1所示，本发明方法包括下述步骤1)基于感受量的整定思想，配合保护保护范围末端故障时保护安装处的感受阻抗 即为保护定值，如式(5)所示。 其中，，Ιφ, I0分别为配合保护保护范围末端故障时，保护安装处的相电压，相 电流和零序电流；K保护所在线路的零序补偿系数。2)应用叠加原理对保护安装处的相电压进行分解，将其分解为保护所在线路的电 压降和配合保护安装处的相电压，同时进行等价变换，如式(6)所示。 其中，Δ /ρ，Ι'ψ,ν。分别为配合保护保护范围末端故障时，保护所在线路的电压 降和配合保护安装处的相电流，零序电流；K和K'分别为保护所在线路和配合保护所在线 路的零序补偿系数；Z' DZ为配合保护动作阻抗。3)引入工程中广泛采用的两项假设①配合保护所在线路末端故障和配合保护保护范围末端故障时，保护所在线路 I1^SKIci与配合保护所在线路I' Φ+3Κ' I'。的比值相同。②配合保护所在线路末端故障和配合保护保护范围末端故障时，保护所在线路电 压降AU411与复合电流I41+3Κ、的比值相同。利用这两项假设对式(6)进行变换得到式(7) 其中，f‘，‘，I' Μ，‘，Γ Μ分别为配合保护所在线路末端故障时，保护安装 处的相电压，相电流，零序电流和配合保护安装处的相电流，零序电流；K和K'分别为保护 所在线路和配合保护所在线路的零序补偿系数；Z' DZ为配合保护动作阻抗。4)配合保护所在线路末端故障时，应用叠加法对保护安装处的相电压进行分解。 对式(6)进行变换得到式(8) 5)根据式(7)和式(8)推导出不随网络结构和系统运行方式变化、形式统一且易 于实现的整定计算公式，如式(9)所示 其中，f‘，‘，I' Μ，‘，Γ Μ分别为配合保护所在线路末端故障时，保护安装 处的相电压，相电流，零序电流和配合保护安装处的相电流，零序电流；K和K'分别为保护 所在线路和配合保护所在线路的零序补偿系数；Z' 为配合保护动作阻抗；Z'[为配合保 护所在线路正序阻抗。下面通过具体实例对本发明的技术方案作进一步表述。以附图2所示大型超高压电力系统为例，分别采用基于助增系数的整定方法和基 于感受量的改进整定方法对系统中所有500kV线路接地距离保护II段进行整定，整定结果 列于表1中。表1助增系数整定方法和改进感受量整定方法整定结果 从表1可以看出，与基于助增系数整定方法相比，基于感受量改进整定方法获得 的整定结果灵敏度提高，动作时间缩短，优化了整个系统的保护定值水平。(1)采用改进方法，大多数保护的定值灵敏度提高，如表中白斗线白、清换线换、岗云线岗、五民线五、葛双线葛、姚郑线郑等保护；(2)采用改进方法，部分保护与配合保护较低段配合即可满足灵敏度要求，如白斗 线斗、双白I双、复沙线沙、双玉II双、五民线民等保护，缩短了动作时间，提高了整个系统 的保护定值水平。(3)葛洲坝电厂和换流站之间为两回长度仅为3. 5公里的短线路，葛岗线葛保护 跨越这两回线直接与清换线换保护进行配合。采用基于助增系数整定方法整定葛岗线葛保 护时，整定公式随葛换两回线运行状态变化而变化，整定计算复杂；而采用改进方法，整定 公式仅与保护处电压、电流和配合保护处电流有关，整定计算简单。本发明不局限于上述具体实施方式
，本领域一般技术人员根据实例和附图公开的 内容，可以采用其它多种具体实施方式
实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思 路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。
权利要求
一种基于复合感受量的距离保护整定方法，该方法所采用的整定计算公式如式I所示 <mrow><msub> <mi>Z</mi> <mi>DZ</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>K</mi> <mi>k</mi></msub><mfrac> <msub><mi>U</mi><mrow> <mi>φ</mi> <mn>1</mn></mrow> </msub> <mrow><msub> <mi>I</mi> <mrow><mi>φ</mi><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>+</mo><msub> <mrow><mn>3</mn><mi>KI</mi> </mrow> <mn>01</mn></msub> </mrow></mfrac><mo>+</mo><msub> <mi>K</mi> <mi>k</mi></msub><mfrac> <mrow><msubsup> <mi>I</mi> <mrow><mi>φ</mi><mn>1</mn> </mrow> <mo>′</mo></msubsup><mo>+</mo><msup> <mrow><mn>3</mn><mi>K</mi> </mrow> <mo>′</mo></msup><msubsup> <mi>I</mi> <mn>01</mn> <mo>′</mo></msubsup> </mrow> <mrow><msub> <mi>I</mi> <mrow><mi>φ</mi><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>+</mo><msub> <mrow><mn>3</mn><mi>KI</mi> </mrow> <mn>01</mn></msub> </mrow></mfrac><mrow> <mo>(</mo> <msubsup><mi>Z</mi><mi>DZ</mi><mo>′</mo> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup><mi>Z</mi><mi>L</mi><mo>′</mo> </msubsup> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式I其中，ZDZ为待整定保护的动作阻抗，Kk为可靠系数，和I01分别为配合保护所在线路末端故障时，保护安装处的相电压、相电流和零序电流，和I′01分别为配合保护所在线路末端故障时，配合保护安装处的相电流和零序电流；K和K′分别为保护所在线路和配合保护所在线路的零序补偿系数；Z′DZ为配合保护的动作阻抗；Z′L为配合保护所在线路正序阻抗。FDA0000022884780000012.tif,FDA0000022884780000013.tif
全文摘要
本发明公开了一种基于复合感受量的距离保护整定方法，其整定计算公式为ZDZ为待整定保护的动作阻抗，Kk为可靠系数，I01、和I′01分别为配合保护所在线路末端故障时，保护安装处的相电压、相电流、零序电流和配合保护安装处的相电流、零序电流；K和K′分别为保护所在线路和配合保护所在线路的零序补偿系数；Z′DZ为配合保护的动作阻抗；Z′L为配合保护所在线路正序阻抗。本发明综合考虑了正零序网络差异、零序互感等因素对整定计算的影响，整定结果合理；该方法能够优化保护定值，并提高保护系统的整体运行性能。
文档编号H02H7/28GK101895103SQ20101021433
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者晋龙兴, 李怀强, 李银红, 粟小华, 胡勇 申请人:西北电网有限公司;华中科技大学