一种零序反时限过流保护优化方法与流程

本发明涉及一种零序反时限过流保护优化方法。

背景技术：

零序反时限过流保护具有自适应功能，近端故障电流越大，动作时间越短；在远端故障电流越小,动作时间越长。同时，解决了高压输电线路上采用定时限零序过流保护在保护区内发生高阻接地时可能灵敏度不够而拒动的情况以及定时限零序过流保护时间和定值配合的问题。因此，零序反时限过流在高压线路保护中得到了广泛的应用。

零序反时限过流保护在目前电网中一般作为高阻接地时距离保护不动作的补充，具有较高的灵敏度且定值基本统一，从而导致本侧和邻线都单回运行、本侧双回线和邻线单回运行等分支系数不小于1的一些运行方式下零序反时限过流保护失去选择性而误动。《继电器》2006年22期的文章“对输电线反时限零序电流保护选择性的分析”中分析了在某些情况下相邻线路中的零序电流大于故障线路中的零序电流导致邻线零序反时限过流保护误动，并提出了额外增加延时的方案。但这种解决方案不能根本解决零序反时限选择性问题，且会导致整定的繁琐和给相邻线的反时限保护时间配合带来新的选择性问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种零序反时限过流保护优化方法，算法简单，选择性较好且提高保护动作速度，可保证和提高零序反时限过流保护的可靠性和选择性。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种零序反时限过流保护优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、采集保护安装处A相、B相、C相电压A相、B相、C相电流计算零序电压和零序电流分别为

步骤2、根据下述判据进行判断：

判据一：3I₀＞I_set；

判据二：

判据三：

判据四：

式中，I_set为零序反时限过流定值，3I₀为零序电流有效值，和分别为A、B、C中任一相电压和电流，Z_1L为线路正序阻抗，k₁为可靠系数，k为线路零序补偿系数，k₂为灵敏系数；

步骤3、根据判据一、二、三、四的判别结果确定加速系数A：

1)当判据一、二、三和四均满足时，加速系数A＝A₁；

2)当判据一、二和四满足，判据三不满足时，加速系数A＝A₂；

3)否则，加速系数A＝A₃＝1；

步骤4、在零序反时限特性方程时间中增加加速系数A，优化后，零序反时限动作时间t(3I₀)：

式中，T_P为零序反时限时间定值。

优选，

优选，A₁取值范围是2.3‐3，A₂取值范围是2‐2.2。

优选，1＜k₂＜1.2。

本发明的有益效果是：

基于电抗线的零序反时限过流保护优化方法，算法简单，结合判据一、二、三、四的判别结果得到的加速条件对零序反时限过流保护进行了优化，可在输电线路发生正方向区内接地故障时可靠动作并加速，在正方向区外故障时适时加速或不加速并保证了选择性不超越误动，提高了零序反时限过流保护的可靠性和选择性。

附图说明

图1是本发明一种零序反时限过流保护优化方法的示意图；

图2是本发明实施例中单回和双回输电线路的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

一种零序反时限过流保护优化方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤1、采集保护安装处A相、B相、C相电压A相、B相、C相电流计算零序电压和零序电流分别为

步骤2、根据下述判据进行判断：

判据一：3I₀＞I_set，式中，I_set为零序反时限过流定值，3I₀为零序电流有效值，判据一用于判断交流输电线路是否发生故障，以图2为例，图2中，共有四个保护，即F1或F2处发生接地故障时，保护1和3的判据一均满足。

判据二：零序正方向判据arg：argument of a complex number，复数的辐角。判据二用于判断故障是否发生在正方向，图2中F1或F2处发生接地故障时，保护1和3的判据二均满足。

判据三：有可靠性的零序电抗线和分别为A、B、C中任一相电压和电流，Z_1L为线路正序阻抗，k₁为可靠系数，一般，k₁小于1，优选k₁取值范围是0.6‐0.9，比如，k₁等于0.9(保证是保护本线路范围内，提高电抗线的可靠性)，k为线路零序补偿系数，判据三用于判断接地故障是否发生在本线路区内。

图2中α＜k₁时，α为线路L2的百分数，F1处发生接地故障时，保护3的判据三满足，保护1不满足；F2处发生接地故障，保护1和保护3均不满足。

判据四：有灵敏度的零序电抗线k₂为灵敏系数，1＜k₂＜1.2，优选，k₂为1.1(保证是保护本线路全长，提高电抗线的灵敏性)。判据四用于判断接地故障是否发生在本线路k₂倍阻抗范围内，图2中0.1＜α＜k₁，F1或F2处发生接地故障时，保护3的判据四满足，保护1不满足。

设置了两条零序电抗线，且k₁为零序电抗线一的可靠系数，取值小于1，k₂为零序电抗线二的灵敏系数，零序电抗线的动作特性是直线，不论保护处于送端或受端，也不管接地电阻多大，都能达到区外故障不超越，区内故障非常灵敏的特点，从而零序反时限过流保护结合零序电抗线来优化，提高可靠性和选择性。

步骤3、根据判据一、二、三、四的判别结果确定加速系数A：

1)当判据一、二、三和四均满足时，加速系数A＝A₁；

2)当判据一、二和四满足，判据三不满足时，加速系数A＝A₂；

3)否则，加速系数A＝A₃＝1。

考虑分支系数的影响，优选，A₁取值范围是2.3‐3，A₂取值范围是2‐2.2，比如，A₁取2.4，A₂取2.1。结合图2进行举例说明：当α＜0.1时，F1处发生接地故障时，保护1满足条件2，则加速系数A＝A₂＝2.1；保护3满足条件1，则加速系数A＝A₁＝2.4。F2处发生接地故障时，保护1不满足条件1和2，则加速系数A＝A₃＝1；保护3满足条件2，则加速系数A＝A₂＝2.1。

步骤4、在零序反时限特性方程时间中增加加速系数A，优化后，零序反时限动作时间t(3I₀)：

式中，T_P为零序反时限时间定值。

结合图2进行举例说明：当α＜0.1时，F1处发生接地故障时，保护1满足条件2，则动作时间缩短为保护3满足条件1，则动作时间缩短为3I₁₀和3I₃₀分别为保护1和3计算的零序电流。图2中有可能3I₁₀＞3I₃₀但小于1.1倍的3I₃₀，则优化后保护3先于保护1动作。从而解决了零序反时限过流保护统一定值整定后，保护1可能误动，保护3失去选择性的情况。

基于电抗线的零序反时限过流保护优化方法，算法简单，结合判据一、二、三、四的判别结果得到的加速条件对零序反时限过流保护进行了优化，可在输电线路发生正方向区内接地故障时可靠动作并加速，在正方向区外故障时适时加速或不加速并保证了选择性不超越误动，提高了零序反时限过流保护的可靠性和选择性。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。