，经测量后预先输入保护装置，ZxtNO与中性点接地的星形变压器阻抗、数量及接线形式有关，经测量后预先输入保护装置。
[0133]当线路对侧有电源，线路对侧系统的负序阻抗无变化且有数量固定的中性点直接接地的星形变压器时，ZxtN1、ZxtN2为负荷正、负序阻抗，经测量后预先输入保护装置，ZxtN0与中性点接地的星形变压器阻抗、数量及接线形式有关，经测量后预先输入保护装置。
[0134]由于M侧保护装置无法获得N侧的电流及电压，所以无法计算N侧系统阻抗，当线路对侧系统N的负序阻抗或零序阻抗随系统运行方式的变化有较大变化时，本算法并不能完全解决系统阻抗变化导致的保护范围变化问题。
[0135]对于单端电源网络，假设保护安装处背后系统为M侧，线路对侧负荷为N侧，相当于把图1中ExtN去掉。
[0136]正、负序为电源至故障点的总阻抗:
[0137]Ζ?ι= (ZxtMi+Zxii)
[0138]ΖΣ2=(Ζχ?Μ2+Ζχ?2)
[0139]如果负荷侧还有中性点直接接地的星形变压器，则Ζ?ο按下式计算:
[01 40 ] Ζ?Ο= ( ZxtMO+ZxlO )//ZxtNO = ( ZxtMO+ZxlO ) *ZxtNo/ ( ZxtMO+ZxlO+ZxtNO )
[0141]如果负荷侧没有中性点直接接地的星形变压器，则Ζ?ο按下式计算:
[0142]Ζ?ο= (ZxtMO+Zx1)
[0143]当用于零序电流线路保护时，情况较为复杂，由于本算法仅能算出保护安装处背后的系统阻抗ZxtM2、ZxtMO，而无法计算出本段线路对侧系统的系统阻抗ZxtN2、ZxtNO。因此，本算法仅适用于以下3种情况:
[0144]I)单侧电源，线路对侧为负荷且没有中性点直接接地的星形变压器(即对侧ZxtN1、ZxtN2经测量后预先输入保护装置，ZxtNQ预先输入为无穷大，本算法启动时作为已知的数据参与计算);
[0145]2)单侧电源，线路对侧为负荷且中性点直接接地的星形变压器数量固定(即对侧ZxtNQ无变化，ZxtNl、ZxtN2、ZxtNQ经测量后预先输入保护装置，本算法启动时作为已知的数据参与计算)；
[0146]3)双侧电源，对侧系统负序阻抗无变化且对侧系统内中性点直接接地的星形变压器数量固定(即对侧系统zxtN1、zxtN2、zxtNQ均无变化，经测量后预先输入保护装置，本算法启动时作为已知的数据参与计算)。
[0147]常见的应用范围包括:
[0148]I)国内个别地区或企业采用的中性点直接接地系统的I OkV、20kV线路的零序电流保护；
[0149]2)中性点直接接地或经小电阻接地的风电场及光伏电站的35kV汇集线路的零序电流保护；
[0150]3)110kV系统末端线路的零序电流保护；
[0151]4)某些至用户站、电铁站的末端220kV线路所配置的零序电流保护。
[0152]附图11是本发明的自适应保护算法的基本程序流程示意图。本算法可以在多数情况下解决电流保护的保护范围随系统阻抗变化而变化的问题，具有一定的推广实用意义。
[0153]本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种自适应电流保护算法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一、当短路故障发生时，保护装置故障启动程序将保护动作判别程序启动； 步骤二、保护动作判别程序抽取一个或半个周期的保护级电压采样数据和保护级电流采样数据，采用傅里叶算法计算抽取周期内三相电压、电流相量； 步骤三、用相序转换算法计算抽取周期内负序电压、电流相量、零序电压和电流相量，得到保护安装处的负序电压Ubh2、零序电压UbhO和流过此线路的负序电流Id2、零序电流I do;步骤四、计算系统负序阻抗Zxt2; Zxt2 — Ubh2/ ( — Id2 ) 步骤五、将系统负序阻抗Zxt2赋值给系统阻抗Zxt;Zxt — Zxt2 步骤六、根据装置内预先输入的线路单位长度阻抗zx、线路长度1、系统电势Ext和保护整定可靠系数K，计算从保护安装处至线路末端的线路阻抗Zxl、线路末端发生三相短路时的短路电流Idi; Zxi = Zx* I ；Idi = Ext/(Zxt+Zxi) 步骤七、计算保护的实时整定值Ibhdz ；I bhdz = K* I di = K* (Ext/(Zxt+Zxi)) 步骤八、对比实时计算整定值Ibhdz与上述第三步计算出的电流相量，判断保护装置是否应该动作;若是，保护装置的电流速断保护跳闸;若否，转到第九步； 步骤九、查询故障启动程序是否返回，若是，程序结束;若否，转到第二步。2.—种自适应零序电流保护算法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一、当短路故障发生时，保护装置故障启动程序将保护动作判别程序启动； 步骤二、保护动作判别程序抽取一个或半个周期的保护级电压采样数据和保护级电流采样数据，采用傅里叶算法计算抽取周期内三相电压、电流相量； 步骤三、用相序转换算法计算抽取周期内负序电压、电流相量、零序电压和电流相量，得到保护安装处的负序电压Ubh2、零序电压U_和流过此线路的负序电流Id2、零序电流I do; 步骤四、定义保护安装处背后系统为M侧，定义线路对侧系统为N侧，计算M侧系统负序阻抗ZxtM2、零序阻抗ZxtMO ； ZxtM2 — Ubh2/ ( — Id2 ) ZxtMO = UbhO/ (-1 d0) 步骤五、根据装置内预先输入的线路单位长度阻抗Zx、线路单位长度零序阻抗ZxQ、线路长度1、M侧系统电势ExtM、N侧系统电势ExtN、N侧系统正序阻抗ZxtN1、N侧系统负序阻抗ZxtN^N侧系统零序阻抗ZxtNQ，计算正序、负序和零序网络的组合阻抗ΖΣ1、ΖΣ2和Ζ?ο; 步骤501)计算M侧系统正序阻抗Zxt祖: ZxtMl 一 ZxtM2 ； 步骤502)计算本段线路正序、负序和零序阻抗Zxi1、Zxi2和Zx1; Zxii = Zxi2 = Zx*l ； Zx1 = ZxO*I ； 步骤503)计算正序、负序和零序网络的组合阻抗ΖΣ1、ΖΣ2和Ζ?ο，其中//表示并联运算；ΖΣ1— ( ZxtMl+Zxll) //ZxtNl— ( ZxtMl+Zxll) *ZxtNl/( ZxtMl+Zxll+ZxtNl)ΖΣ2— ( ZxtM2+Zxl2 )//ZxtN2— ( ZxtM2+Zxl2 ) *ZxtN2/( ZxtM2+Zxl2+ZxtN2 ) ΖΣΟ — ( ZxtMO+ZxlO ) //ZxtNO — ( ZxtMO+ZxlO ) *ZxtNo/ ( ZxtMO+ZxlO+ZxtNO ) 步骤六、计算短路点的零序电流1: 步骤601)计算正序网络中电源等值电动势ΕΣχ?: E Sxt 一 ( ExtM^ZxtNl+ExtN^ZxtMl) / ( ZxtMl+ZxtNl ) 步骤602)采用序网络法计算单相接地短路时的零序电流101:1oi = Ezxt/(Ζ?ι+Ζ?2+Ζ?ο) 单相接地短路时保护安装处流过的零序电流1Ml = lQl*ZxtN()/(ZxtM()+Zxl()+ZxtNO) 步骤603)采用序网络法计算两相接地短路时的零序电流102: Ιθ2 = ΕΣχ?/(Ζ?1+Ζ?2//Ζ?ο) =Esxt/(Ζ?1+Ζ?2*Ζ?ο/(Ζ?2+Ζ?ο) ) =Ζ?2*Ε?χ?/ (Ζ?1*Ζ?2+Ζ?2*Ζ?ο+Ζ?ο*Ζ?ι) 两相接地短路时保护安装处流过的零序电流1M2=lQ2*ZxtN()/(ZxtM()+Zxl()+ZxtNO) 步骤七、根据预置的保护整定可靠系数K，计算零序电流线路保护I段整定计算值 IbhdzO: I Omax — IIiax ( I OMl，10M2 ) IbhdzO = K* 31 Omax 步骤八、对比实时整定计算值IbhdzO与上述第三步计算出的电流相量，判断保护装置是否应该动作;若是，保护装置的电流速断保护跳闸;若否，转到第九步； 步骤九、查询故障启动程序是否返回，若是，程序结束;若否，转到第二步。3.根据权利要求2所述的自适应零序电流保护算法，其特征在于:当线路对侧无电源，线路对侧为负荷且没有中性点直接接地的星形变压器时，ZxtN1、ZxtN2经测量后预先输入保护装置，ZxtNO预先输入为无穷大。4.根据权利要求2所述的自适应零序电流保护算法，其特征在于:当线路对侧无电源，线路对侧为负荷且有数量固定的中性点直接接地的星形变压器时，ZxtNl、ZxtN2和ZxtNO经测量后预先输入保护装置。5.根据权利要求2所述的自适应零序电流保护算法，其特征在于:当线路对侧有电源，线路对侧系统的负序阻抗无变化且有数量固定的中性点直接接地的星形变压器时，ZxtN1、ZxtN!^ZxtN()经测量后预先输入保护装置。6.根据权利要求1或2所述的算法，其特征在于:K的取值范围为[1.2，1.3]。
【专利摘要】本发明公开了一种自适应电流保护算法，包括如下步骤：1）当短路故障发生时，保护动作判别程序启动；2）保护动作判别程序抽取一个或半个周期的保护级电压采样数据和保护级电流采样数据，计算三相电压、电流相量；3）计算抽取周期内负序/零序电压、电流相量；4）计算系统负序、零序阻抗；5）根据预置的线路阻抗、系统电势、对侧系统阻抗（仅用于零序电流保护）和整定计算公式，利用上一步骤计算出的系统负序阻抗、零序阻抗计算保护的实时整定值；6）对比实时计算整定值与第3）步计算出的电流相量，判断保护是否应该动作。如判断应该动作，保护跳闸。本发明通解决了电流保护采用固定整定值的问题，实现了保护范围相对固定，具有一定的推广实用意义。
【IPC分类】H02H7/26
【公开号】CN105552861
【申请号】CN201511017688
【发明人】吴蕾, 于广耀, 陈萍, 徐荥, 冯蕾, 王瑞平, 周春晓, 毛吉亮, 黄晓博, 张晓慧, 李鹏达
【申请人】河南省电力勘测设计院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月29日