距离保护方法和系统的制作方法
【专利摘要】一种距离保护方法和系统，所述距离保护方法包括：A、采集距离保护安装处的电压距离保护安装处的电流距离保护安装处的负序电流距离保护整定阻抗边界值ZMN和距离保护所在线路阻抗角B、根据步骤A中的采集信号，确定距离保护安装处的测量阻抗Zm和自适应距离保护整定阻抗；C、根据距离保护安装处的测量阻抗Zm和自适应距离保护整定阻抗，确定是否发送跳闸信号或者闭锁信号。利用本发明的距离保护方法和系统，能够消除过渡电阻对距离保护的影响，实现距离保护的正确动作。
【专利说明】距离保护方法和系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统【技术领域】，尤其涉及到电力系统继电保护设备和方法。
【背景技术】
[0002] 距离保护是反应故障点至距离保护安装处之间的距离或阻抗，并根据距离的远近 而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为距离或阻抗继电器，它可根据其端 子上所加的电压和电流测知距离保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的测 量阻抗。当短路点距距离保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路点距距离保 护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，该样就保证了距离保护有选择性地切除故 障线路。
[0003] 用电压与电流的比值构成的继电保护，又称阻抗距离保护。阻抗元件的阻抗值是 接入该元件的电压与电流的比值，也就是短路点至距离保护安装处的阻抗值。因线路的阻 抗值与距离成正比，所W叫距离保护或阻抗保护。距离保护分为接地距离保护和相间距离 保护等。距离元件作为继电距离保护的重要组成部分，在高压和超高压输电线路上广泛应 用。
[0004] 然而，在实际运行中，过渡电阻对距离保护的动作性能将产生严重影响，易引起距 离保护拒动或误动的情况发生。因此，该问题亟需重点解决。其中过渡电阻是一种瞬间状 态的电阻。当电气设备发生相间短路或相对地短路时，短路电流从一相流到另一相或从一 相流入接地部位的途径中所通过的电阻。短路点存在过渡电阻时，使距离保护安装处的测 量阻抗发生变化，因此可能导致距离保护拒动或误动。
[0005] 针对如何避免过渡电阻对距离保护的干扰，现有技术中主要包括两种思路；其一， 构造自适应阻抗继电器，通过调整距离保护边界提高抗过渡电阻能力。其二，在测量阻抗中 补偿附加阻抗部分，使测量阻抗准确反映实际故障距离。上述两类保护方案较一般距离保 护具有其优势，但在方案构建的过程中，均未利用故障点的电压信息改善距离保护的抗过 渡电阻能力，因此存在系统复杂、精度低等问题。
【发明内容】
[0006] 有鉴于现有技术的距离保护系统未能充分利用故障点的电压信息改善距离保护 的抗过渡电阻能力的缺陷，本发明根据系统中电压与电流的几何分布特性，建立距离保护 安装处与故障点间的电压降落方程，并确定自适应整定系数，然后，利用故障电流和测量电 流间的相位关系，确定故障点位置，并通过故障点和整定点的关系，构建了自适应距离保护 的新判据。
[0007] 为了实现此目的，本发明采取的技术方案为如下。
[0008] -种距离保护方法，包括步骤：
[0009] A、采集距离保护安装处的电压化，、距离保护安装处的电流4、距离保护安装处 的负序电流距离保护整定阻抗边界值z胃和距离保护所在线路阻抗角狗,w ;
[0010] B、根据步骤A中的采集信号，确定距离保护安装处的测量阻抗Zm和自适应距离保 护整定阻抗；
[0011] C、根据距离保护安装处的测量阻抗Zm和自适应距离保护整定阻抗，确定是否发送 跳间信号或者闭锁信号。
[0012] 其中，确定距离保护安装处的测量阻抗Zm的方法为；根据距离保护安装处的电压 ^>"^余^距离保护安装处的电流之来作为距离保护安装处的测量阻抗Zm。
[0013] 另外，确定自适应距离保护整定阻抗的方法为：
[0014] 801、根据距离保护安装处的电压^>,"和距离保护安装处的电流4? ^十算距离保护 安装处的电压与电流间夹角，其中巧=arg^ arg为复数的幅角；
[0015] B02、根据距离保护安装处的电流4和距离保护安装处的负序电流，计算距离 保护安装处电流与故障点电压间夹角￥，其中v^ = arg ^ ; V^w2 J
[0016] B03、根据距离保护安装处的电压与电流间的夹角心、距离保护安装处的电流与 故障点电压间的夹角V、距离保护整定阻抗边界值2"和距离保护所在线路阻抗角狗W计 算自适应距离保护整定阻抗，其中自适应距离保护整定阻抗 [001 71
【权利要求】
1. 一种距离保护方法，包括步骤： A、 采集距离保护安装处的电压?>Μ、距离保护安装处的电流/m、距离保护安装处的负 序电流/m2、距离保护整定阻抗边界值Zm和距离保护所在线路阻抗角; B、 根据步骤A中的采集信号，确定距离保护安装处的测量阻抗Zm和自适应距离保护整 定阻抗； C、 根据距离保护安装处的测量阻抗Zm和自适应距离保护整定阻抗，确定是否发送跳闸 信号或者闭锁信号。
2. 根据权利要求1中所述的距离保护方法，其特征在于，确定距离保护安装处的测量 阻抗方法为：根据距离保护安装处的电压除以距离保护安装处的电流来作为距 离保护安装处的测量阻抗Zm。
3. 根据权利要求1中所述的距离保护方法，其特征在于，确定自适应距离保护整定阻 抗的方法为： B01、根据距离保护安装处的电压Jw和距离保护安装处的电流I，计算距离保护安装 处的电压与电流间夹角其中奶,,.=arg为复数的幅角； Ul ? in? B02、根据距离保护安装处的电流匕和距离保护安装处的负序电流/,"2，计算距离保护 安装处电流与故障点电压间夹角Ψ，其中V=arg^ ; B03、根据距离保护安装处的电压与电流间的夹角％、距离保护安装处的电流与故障 点电压间的夹角Ψ、距离保护整定阻抗边界值2_和距离保护所在线路阻抗角计算自 适应距离保护整定阻抗，其中自适应距离保护整定阻抗
单电源系统 <为单电源系统中的自适应整定系数且 双电源系统
,cos(90° ^^ka为双电源系统中的自适应整定系数i
4. 根据权利要求1中所述的距离保护方法，其特征在于，根据距离保护安装处的测量 阻抗Zm和自适应距离保护整定阻抗，确定是否发送跳闸信号或者闭锁信号的步骤包括： C01、以阻抗平面原点为圆心，自适应距离保护整定阻抗的幅值为半径建立自适应距离 保护动作判据全阻抗圆，判断距离保护安装处的测量阻抗是否落入所述自适应距离保护动 作判据全阻抗圆； C02、如果距离保护安装处的测量阻抗落入所述自适应距离保护动作判据全阻抗圆内 或圆上时，发送跳闸信号；如果距离保护安装处的测量阻抗落在所述自适应距离保护动作 判据全阻抗圆外时，发送闭锁信号。
5. -种距离保护系统，所述距离保护系统包括顺序相连的数据读入模块、距离保护计 算模块和距离保护动作模块； 所述数据读入模块用于采集距离保护安装处的电压"、距离保护安装处的电流之、 距离保护安装处的负序电流、距离保护整定阻抗边界值Zm和距离保护所在线路阻抗角 %?，并将采集的数据发送至距离保护计算模块； 所述距离保护计算模块用于根据数据读入模块采集的数据，确定距离保护安装处的测 量阻抗ZdP自适应距离保护整定阻抗； 所述距离保护动作模块用于根据距离保护安装处的测量阻抗Zm和自适应距离保护整 定阻抗，确定是否发送跳闸信号或者闭锁信号。
6. 根据权利要求5中所述的距离保护系统，其特征在于，所述距离保护计算模块包括 测量阻抗计算单元和自适应距离保护整定阻抗计算单元，其中测量阻抗计算单元根据距离 保护安装处的电压除以距离保护安装处的电流t来作为距离保护安装处的测量阻抗Zm; 自适应距离保护整定阻抗计算单元根据距离保护安装处的电压?>Μ和距离保护安装处 的电流^，计算距离保护安装处的电压与电流间夹角％，其中％,.=arg为复数的 L， 幅角； 自适应距离保护整定阻抗计算单元还根据距离保护安装处的电流^和距离保护安装 a^ 处的负序电流/^，计算距离保护安装处电流与故障点电压间夹角Ψ，其中; \Im2J 随后根据距离保护安装处的电压与电流间的夹角％、距离保护安装处的电流与故障 点电压间的夹角Ψ、距离保护整定阻抗边界值2_和距离保护所在线路阻抗角计算自适 K\ZmI单电源系统 应距离保护整定阻抗，其中自适应距离保护整定阻抗Zset为 K\^mn\双电源系统 ， <为单电源系统中的自适应整定系数且 I)匕为双电源系统中的自适应整定系数且=c〇s(9〇c,~^~v/)° huuPui， sm(^/z. +y/)
7. 根据权利要求5中所述的距离保护系统，其特征在于，所述距离保护动作模块包括 阻抗分析单元和信号产生单元，其中： 阻抗分析单元以阻抗平面原点为圆心，自适应距离保护整定阻抗的幅值为半径建立自 适应距离保护动作判据全阻抗圆，判断距离保护安装处的测量阻抗是否落入所述自适应距 离保护动作判据全阻抗圆； 信号产生单元用于如果距离保护安装处的测量阻抗落入所述自适应距离保护动作判 据全阻抗圆内或圆上时，发送跳闸信号；如果距离保护安装处的测量阻抗落在所述自适应 距离保护动作判据全阻抗圆外时，发送闭锁信号。
【文档编号】H02H7/26GK104466928SQ201510005265
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2015年1月6日 优先权日:2015年1月6日
【发明者】马静, 闫新, 林一峰, 刘畅 申请人:华北电力大学