距离保护方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力系统技术领域，尤其设及到电力系统继电保护设备和方法。
【背景技术】
[0002] 距离保护是反映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。距离保护与电流、电压保护相比，其保护范围与灵敏度受系统运行方式变化的影响 较小，能满足复杂网络快速、有选择性地切除故障元件的要求，因此在高压和超高压输电线 路上获得广泛应用。
[0004] 然而，距离保护在非金属性故障情况下容易拒动或误动，给电力系统的安全运行 带来严峻挑战。所谓非金属性故障是指例如线路通过树木放电、击穿空气放电等形成的短 路故障。
[0005] 针对传统距离保护在非金属性故障情况抗过渡电阻能力差的问题，本领域内技术 人员采用了一些技术方案，并取得一定成果。根据保护发明所用信息可分为单端法和双端 法；单端法主要从避免过渡电阻的角度出发，如通过自适应调整保护动作边界增强抗过渡 电阻能力；或在测量阻抗中消除故障附加阻抗，使测量阻抗能准确反映实际故障位置。双端 法主要从过渡电阻自身故障特征的角度出发，如利用线路两端有功功率构造差动保护；或 通过计算过渡电阻消耗的有功功率识别高阻接地故障。但是该些技术方案需借助通讯通道 传输线路对端信息，因此存在难W实时调整控制、难W实际应用的问题。
【发明内容】
[0006] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提出一种基于阻抗复数平面的距离保护方法 和系统。本发明中根据距离保护安装处的测量阻抗、故障阻抗和故障附加阻抗在阻抗复数 平面上的几何分布关系，分别计算距离保护安装处的测量阻抗、故障阻抗与故障附加阻抗 的夹角；在此基础上，利用S角形边角关系计算故障阻抗，通过判断故障阻抗是否落入距离 保护动作区域，因此构建了距离保护的新判据。
[0007] 为了实现此目的，本发明采取的技术方案为如下。
[000引一种距离保护方法，包括步骤：
[0009] 4、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4;、距离保护安装处的零序电流。、距离保护整定值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，确定故障阻抗Zf;
[0011] C、根据所述故障阻抗Zf和距离保护整定值，确定是否发送跳闽信号或者闭锁信 号。
[0012] 其中根据所述故障阻抗Zf和距离保护整定值，确定是否发送跳闽信号或者闭锁信 号的步骤为；当故障阻抗Zf落入距离保护整定值限定的距离保护动作区域内时，发出跳闽 信号，距离保护动作；否则，发送闭锁信号，距离保护不动作。
[0013] 另外，步骤B中确定故障阻抗Zf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^>?，确定距离保护 安装处的测量阻抗Z，" W及测量阻抗角 4 取化.，
[0015] B02、根据距离保护安装处的电流4、负序电流4。、零序电流人,。，确定故障附加 阻抗角Pz；
[0016] B03、根据距离保护所在线路阻抗角狗和故障附加阻抗角，确定距离保护安装 处的测量阻抗与故障附加阻抗的夹角巧，其中巧=is〇°-牺《+Pz;
[0017]B04、根据距离保护安装处的测量阻抗角与故障附加阻抗角P2,确定故障阻抗 与故障附加阻抗的夹角02，其中扔=斯-;
[001引B05、确定故障阻抗为其中
【主权项】
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、距离保护安装处的电流/",、距离保护安装处的负 序电流/",2、距离保护安装处的零序电流U、距离保护整定值和距离保护所在线路阻抗角 B、 根据步骤A中的采集信号，确定故障阻抗Zf; C、 根据所述故障阻抗Zf和距离保护整定值，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，根据所述故障阻抗Zf和距离 保护整定值，确定是否发送跳闸信号或者闭锁信号的步骤为：当故障阻抗Zf落入距离保护 整定值限定的距离保护动作区域内时，发出跳闸信号，距离保护动作；否则，发送闭锁信号， 距离保护不动作。
3. 根据权利要求1中所述的距离保护方法，其特征在于，步骤B中确定故障阻抗Z,的 方法为： B01、根据距离保护安装处的电压Vh和距离保护安装处的电流t确定距离保护安装 m y
B02、根据距离保护安装处的电流/,,、负序电流/m2、零序电流L。，确定故障附加阻抗 B03、根据距离保护所在线路阻抗角和故障附加阻抗角％，确定距离保护安装处的 测量阻抗与故障附加阻抗的夹角A，其中9^180"-; B04、根据距离保护安装处的测量阻抗角与故障附加阻抗角A，确定故障阻抗与故障 附加阻抗的夹角％，其中％=I-? ;
4. 根据权利要求3中所述的距离保护方法，其特征在于，当故障为单相接地故障时，所
5. 根据权利要求3中所述的距离保护方法，其特征在于，当故障为两相短路故障时，所
6. 根据权利要求3中所述的距离保护方法，其特征在于，当故障为两相接地故障时，所
7. 根据权利要求3中所述的距离保护方法，其特征在于，当故障为三相短路故障时，所 述故障附加阻抗角％为〇。
8. -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、阻抗角计算 模块、故障阻抗计算模块和保护动作模块； 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/m、 距离保护安装处的负序电流/m2、距离保护安装处的零序电流4。、距离保护整定值和距离 保护所在线路阻抗角，并将采集的数据发送至阻抗角计算模块； 所述阻抗角计算模块用于根据距离保护安装处的电压&w和距离保护安装处的电流
的电流t、负序电流/m2、零序电流L。，计算故障附加阻抗角％ ;以及根据距离保护所在线 路阻抗角％#和故障附加阻抗角A，计算距离保护安装处的测量阻抗与故障附加阻抗的夹 角,其中0=180°-UA;之后根据距离保护安装处的测量阻抗角％与故障附加阻抗角 死，计算故障阻抗与故障附加阻抗的夹角％，其中 ; 所述故障阻抗计算模块用于根据阻抗角计算模块的结果，计算故障阻抗为
所述保护动作模块，用于根据所述故障阻抗Zf和距离保护整定值，确定是否发送跳闸 信号或者闭锁信号。
9. 权利要求8中所述的距离保护系统，其特征在于，所述阻抗角计算模块根据距离保 护安装处的电流I、负序电流/m2、零序电流^。，计算故障附加阻抗角％的方式为：
其中arg为复数的相角。
10. 权利要求8中所述的距离保护系统，其特征在于，所述保护动作模块，用于根据所 述故障阻抗Zf和距离保护整定值，确定是否发送跳闸信号或者闭锁信号的方式为：当故障 阻抗&落入距离保护整定值限定的距离保护动作区域内时，发出跳闸信号，距离保护动作； 否则，发送闭锁信号，距离保护不动作。
【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安装处的零序电流距离保护整定值和距离保护所在线路阻抗角B、根据步骤A中的采集信号，确定故障阻抗Zf；C、根据所述故障阻抗Zf和距离保护整定值，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，能够避免过渡电阻的影响，在各种情况下距离保护均能正确动作。
【IPC分类】H02H7-26
【公开号】CN104716634
【申请号】CN201510031273
【发明人】马静, 马伟, 陈亦骏, 孙吕祎
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月22日