一种反时限电流保护方法与流程

本发明涉及一种反时限电流保护方法，具体讲涉及一种反时限电流保护与距离保护的配合方法。

背景技术：

反时限过电流保护的动作时间与故障电流相关,随短路电流大小而变，短路电流大，动作时间快，短路电流小，动作时间慢，表现为反时限特性。继电保护的动作时间与短路电流大小有关，成反比例关系。

反时限过流保护广泛应用于发电机、变压器、电动机和配电网的保护。为了满足不同设备对反时限特性曲线的要求，微机保护装置就需要提供多种不同的反时限曲线供用户选择。

当线路发生高阻接地故障时，零序电流故障特征明显，反时限零序电流保护具有良好的动作特性，即其动作时间与故障电流呈反比，故障越严重，零序电流越大，动作速度越快，动作时间也越短，其性能优于固定时限的后备保护。

传统的零序电流反时限保护动作性能受线路接线方式的限制，在下级线路存在助增电流的情况下,助增电流会导致反时限越级动作；与此同时也导致，当故障电流较小时，反时限保护动作时间较长。因此，反时限保护的应用范围易受到限制。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出一种反时限电流保护与距离保护的配合方法，采用下述技术方案实现的：

一种反时限电流保护方法包括：

(1)分别计算保护安装处A、B、C三相故障时高阻距离继电器送端和受端动作延迟时间；

(2)分别计算所述三相高阻距离继电器的送端和受端零序电流反时限保护动作时间；

(3)确定所述三相高阻距离继电器的送端和受端高阻距离保护与零序电流反时限动作保护间的时间关系。

步骤(1)中保护安装处A相高阻距离继电器的送端和受端经2秒、2.5秒和3秒延时段的动作方程如下：

①送端高阻距离继电器欠范围段Z_I动作方程为

时，Z_I经2秒延时动作；

式中：I_n为电流互感器的二次额定电流；

φ_BC为补偿后的与夹角,为BC相间电压，为BC相间电流,,为线路正序阻抗角；

为A相补偿电压变化量，为A相补偿电压，为A相电压，为A相电流，k为零序补偿系数，为零序电流，为故障前A相补偿电压，为补偿后BC相间电压，Z_L1为线路正序阻抗；

②送端高阻距离继电器全长段Z_II动作方程为

时，Z_II经2.5秒延时动作；

式中：③送端高阻距离继电器超范围段Z_III动作方程为

时，Z_III经3秒延时动作；

式中：④受端高阻距离继电器欠范围段Z_I动作方程为

时，Z_I经2秒延时动作；

为故障前A相补偿电压，

⑤受端高阻距离继电器全长段Z_II动作方程为

时，Z_II经2.5秒延时动作；

⑥受端高阻距离继电器超范围段Z_III动作方程为

时，Z_III经3秒延时动作；

步骤(1)中保护安装处B相高阻距离继电器的送端和受端经2秒延时段、2.5秒延时段和3秒延时段的动作方程如下：

①送端高阻距离继电器欠范围段Z_I动作方程为

时，Z_I经2秒延时动作；

式中：I_n为电流互感器的二次额定电流；

φ_AC为补偿后的与夹角,为AC相间电压，为AC相间电流,,为线路正序阻抗角；

为B相补偿电压变化量，为B相补偿电压，为B相电压，为B相电流，k为零序补偿系数，为零序电流，为故障前B相补偿电压，为补偿后AC相间电压，Z_L1为线路正序阻抗；

②送端高阻距离继电器全长段Z_II动作方程为

时，Z_II经2.5秒延时动作；

式中：③送端高阻距离继电器超范围段Z_III动作方程为

时Z_III经3秒延时动作；

式中：④受端高阻距离继电器欠范围段Z_I动作方程为

时，Z_I经2秒延时动作；

式中，为故障前B相补偿电压，

⑤受端高阻距离继电器全长段Z_II动作方程为

时，Z_II经2.5秒延时动作；

式中，

⑥受端高阻距离继电器超范围段Z_III动作方程为

时，Z_III经3秒延时动作；

步骤(1)中保护安装处C相高阻距离继电器的送端和受端经2秒延时段、2.5秒延时段和3秒延时段的动作方程如下：

①送端高阻距离继电器欠范围段Z_I动作方程为

时，Z_I经2秒延时动作；

式中：I_n为电流互感器的二次额定电流；

φ_AB为补偿后的与夹角,为AB相间电压，为AB相间电流,,为线路正序阻抗角；

为C相补偿电压变化量，为C相补偿电压，为C相电压，为C相电流，k为零序补偿系数，为零序电流，为故障前C相补偿电压，为补偿后AB相间电压，Z_L1为线路正序阻抗；

②送端高阻距离继电器全长段Z_II动作方程为

时，Z_II经2.5秒延时动作；

式中：

③送端高阻距离继电器超范围段Z_III动作方程为

时，Z_III经3秒延时动作；

式中：

④受端高阻距离继电器欠范围段Z_I动作方程为

时，Z_I经2秒延时动作；

式中，为故障前C相补偿电压，

⑤受端高阻距离继电器全长段Z_II动作方程为

时Z_II经2.5秒延时动作；

式中，

⑥受端高阻距离继电器超范围段Z_III动作方程为

时，Z_III经3秒延时动作；

步骤(2)中零序电流反时限保护动作时间t单位：秒。

步骤(3)高阻距离保护与零序电流反时限保护间配合关系如下：

①高阻距离欠范围段Z_I加速零序电流反时限保护，经2秒加速零序电流反时限保护，零序电流反时限保护动作时间t₁＞t-0.15；

②高阻距离全长段Z_II加速零序电流反时限保护，经2.5秒加速零序电流反时限保护，零序电流反时限保护动作时间t₂＞t-0.1；

③高阻距离超范围段Z_III加速零序电流反时限保护，经3秒加速零序电流反时限保护，零序电流反时限保护动作时间t₃＞t-0.05；

④高阻距离继电器不动作启动保护，3.5秒后开放零序电流反时限保护,零序电流反时限保护动作时间为t；

满足①至④中任意一项,跳开A、B、C三相断路器。

与最接近的现有技术比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用反时限保护与距离保护配合的方法，距离保护具有动作范围稳定，受系统运行方式影响较小等优点，利用距离保护动作范围固定的优势与零序电流反时限保护相配合，提高零序反时限电流保护的动作速度，提高高阻故障切除速度。

2、本发明所提出的零序电流反时限保护与距离保护配合方法，通过距离保护确定故障大致范围，加速零序电流反时限保护动作速度，可以有效缩短反时限保护的动作时间，同时防止其越级动作，提高了保护在高阻故障情况下零序电流反时限保护的动作性能。

3、本发明利用利用高阻接地距离继电器确定大致故障范围，加速零序电流反时限保护。

附图说明

图1为本发明的反时限零序电流保护与距离保护动作逻辑示意图；

图2为本发明的反时限零序电流保护与距离保护配合关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

1.采集保护安装处A、B和C三相，高阻距离继电器对于输电线路，送、受两端的高阻距离继电器动作方程不同，以A相高阻接地故障为例：

1)送端

①高阻距离继电器欠范围段Z_I动作方程：

式中：I_n为电流互感器的二次额定电流，I_BC为BC相间电流，φ_Z1为线路正序阻抗角，为A相补偿电压，为故障前A相补偿电压，为A相补偿电压变化量。

Z_I经2秒延时动作。

②高阻距离继电器全长段Z_II动作方程：

式中：

Z_II经2.5秒延时动作。

③高阻距离继电器超范围段Z_III动作方程：

式中：

Z_III经3秒延时动作。

2)受端

①高阻距离继电器欠范围段Z_I动作方程：

为故障前A相补偿电压，

Z_I经2秒延时动作。

②高阻距离继电器全长段Z_II动作方程：

Z_II经2.5秒延时动作。

③高阻距离继电器超范围段Z_III动作方程：

Z_III经3秒延时动作。

2.输电线路的送端和受端零序电流反时限保护动作时间t(单位：秒)计算公式为：

3.输电线路送端和受端的零序电流反时限保护与高阻距离保护配合关系

①高阻距离欠范围段Z_I加速零序电流反时限保护，经2秒加速零序电流反时限保护，零序电流反时限保护动作时间t₁(单位：秒)为：

t₁＞t-0.15

②高阻距离全长段Z_II加速零序电流反时限保护，经2.5秒加速零序电流反时限保护，零序电流反时限保护动作时间t₂(单位：秒)为：

t₂＞t-0.1

③高阻距离超范围段Z_III加速零序电流反时限保护，经3秒加速零序电流反时限保护，零序电流反时限保护动作时间t₃(单位：秒)为：

t₃＞t-0.05

④高阻距离继电器不动作启动保护，3.5秒后开放零序电流反时限保护,零序电流反时限保护动作时间为t。

满足以上四个条件其中任意一项,A、B、C三相断路器跳开。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。