一种阶段式电流保护整定方法及发电机模型的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种阶段式电流保护整定方法及发电机模型，包括下述步骤：当进行瞬时电流速断保护的整定时，采用时间段为[0，Δt]的发电机模型，根据瞬时电流速断保护的整定原则，获得线路i首端瞬时电流速断保护的一次电流整定值，当进行限时电流速断保护的整定时，采用时间段为的发电机模型，根据限时电流速断保护的整定原则，获得线路i首端限时电流速断保护的一次电流整定值，当进行定时限过流保护整定时，采用时间段为[t1-Δt,t1]的发电机模型，根据定时限过电流保护整定原则，获得线路i首端定时限过电流保护的一次电流整定值。本发明采用适用于后备保护的阶段式发电机模型，有效地解决模型过于粗糙、带来精度降低等问题，保证整定出来的定值性能更为优越。
【专利说明】一种阶段式电流保护整定方法及发电机模型
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统安全运行【技术领域】，更具体地，涉及一种阶段式电流保护整 定方法。
【背景技术】
[0002] 继电保护整定计算是一项十分重要的工作，其正确、合理与否对保证整个系统的 安全运行和充分发挥继电保护装置的性能都具有至关重要的影响。而阶段式电流保护作为 重要的原理级保护之一，其整定定值性能的好坏，将会对电力系统的安全稳定运行产生重 要的影响。
[0003]对于阶段式电流保护，现有的整定计算过程中，对于发电机，普遍采用了恒定电势 +次暂态电抗的简单模型进行处理，这种模型是基于短路瞬时时刻推导而来，简单地认为整 个保护时间范围内的电流都是最严重的情况，即与短路瞬时时刻一样。事实上，对于后备保 护，其动作时间一般在秒级以上，在其动作时刻，发电机的次暂态过程早就衰减完毕，采用 这种发电机的次暂态模型对于后备保护的整定计算存在模型过于粗糙、可能带来精度降低 等问题。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种阶段式电流保护整定方法，旨 在解决现有技术中由于整定计算所采用的模型过于粗糙导致精度低的问题。
[0005]本发明提供了一种阶段式电流保护整定方法，包括下述步骤：
[0006] 当进行瞬时电流速断保护的整定时，根据瞬时电流速断保护的整定原则，并采用 时间段为[0,At]的发电机模型，获得线路i首端瞬时电流速断保护的一次电流整定值
[0007] 当进行限时电流速断保护的整定时，根据阶段式电流保护的整定原则，并采用时 间段为[nAt，（n+1)At]的发电机模型，获得线路i首端限时电流速断保护的一次电流整 定值Cl,;
[0008] 当进行定时限过流保护整定时，根据定时限过电流保护整定原则，获得线路i首 端定时限过电流保护的一次电流整定值。
[0009] 更进一步地，时间段为[0,At]的发电机模型为E" +X"d;其中，At为时间级 差，，=把+C,X"d为发电机d轴次暂态电抗，E"q(l为发电机q轴次暂态电势的初 始值，E"d(l为发电机d轴次暂态电势的初始值。
[0010] 更进一步地，瞬时电流速断保护的整定原则为：按躲开本线路末端最大短路电流 整定；/L,+ = ='其中，i为线路编号，取大于零的整数，为线路i首 端瞬时电流速断保护的一次电流整定值；为瞬时电流速断保护的可靠系数，一般规定Λ: =12?1·3, 为线路i首端瞬时电流速断保护动作时延的整定值；Ik _mdi为线路i E* 末端最大短路电流，亦即最大运行方式下线路末端三相短路电流， JLd TAef 为线路末端短路点到发电机机端的等值阻抗。
[0011] 更进一步地，时间段为[nAt，（n+1)At]的发电机模型为 K10E"q0+X"d>K20E!q〇+X/d,K30Eq0+Xd,K40E"d0+X"q、K50ΛEf+Xd ;其中，
【权利要求】
1. 一种阶段式电流保护整定方法，其特征在于，包括下述步骤： 当进行瞬时电流速断保护的整定时，根据瞬时电流速断保护的整定原则，并采用时间 段为[〇, At]的发电机模型，获得线路i首端瞬时电流速断保护的一次电流整定值/iw 当进行限时电流速断保护的整定时，根据阶段式电流保护的整定原则，并采用时间段 为[n At，（n+1) At]的发电机模型，获得线路i首端限时电流速断保护的一次电流整定值 Cu 1 当进行定时限过流保护整定时，根据定时限过电流保护整定原则，获得线路i首端定 时限过电流保护的一次电流整定值/L,
2. 如权利要求1所述的阶段式电流保护整定方法,其特征在于，时间段为[0, At]的 发电机模型为E" +X" d;其中，At为时间级差，
，X",为发电机d轴次暂 态电抗，E" q(l为发电机q轴次暂态电势的初始值，E" d(l为发电机d轴次暂态电势的初始 值。
3. 如权利要求1或2所述的阶段式电流保护整定方法，其特征在于，瞬时电流速断保护 的整定原则为：按躲开本线路末端最大短路电流整定；= UiUmtH . = ◎ ? I 1 其中，i为线路编号，取大于零的整数，/L.,为线路i首端瞬时电流速断保护的一次电流 整定值；为瞬时电流速断保护的可靠系数，一般规定t/=1*2?D，匕.;为线路i首端 瞬时电流速断保护动作时延的整定值；Ik.max. md. i为线路i末端最大短路电流，亦即最大运行 方式下线路末端三相短路电流，?，Xeq为线路末端短路点到发电机机端 的等值阻抗。
4. 如权利要求1所述的阶段式电流保护整定方法，其特征在于，时间段为[nAt，（n+1) A t]的发电机模型为 KltlE " q(l+X" d、K2tlE，q(l+X，d、K3ciE^X tn K4tlE " d(l+X" q、K5tlA Ef+Xd;
开 励磁绕组短路时，纵轴阻尼绕组的时间常数，T' d(l为定子绕组和阻尼绕组都开路时励 磁绕组的时间常数，T" q(l为定子绕组开路时横轴阻尼绕组的时间常数，Tm为阻尼绕组漏磁 场时间常数，可近似取
? Te为励磁系统的时间常数，E" q(l为发电机q轴次暂态电 势的初始值，E" d(l为发电机d轴次暂态电势的初始值，AEfS强行励磁的顶值电势减去运 行的空载电势，E' q(!为发电机q轴暂态电势的初始值，Eqt!发电机q轴稳态电势值，0。为短 路前空载电动势和端电压之间的夹角，X" 5为发电机q轴次暂态电抗，X",为发电机d轴 次暂态电抗，X' d为发电机d轴暂态电抗，XdS发电机d轴同步电抗，n = tl/At，At为 时间级差，tl为短路切除时间。
5. 如权利要求1或4所述的阶段式电流保护整定方法，其特征在于，限时电流速断保护 整定原则为： 按与下游相邻线瞬时电流速断保护相配合整定；=. * 其中，为线路i首端限时电流速断保护的一次电流整定值；为限时电流速断保 护的可靠系数，一般规定€i=U~L2; Ik._.md.i+1为线路i+1末端最大短路电流，亦即最 大运行方式下线路i末端三相短路电流，
限时电流速断保护动作时延的整定值；为线路i+1首端瞬时电流速断保护的固有 动作时延，通常取Atl为时限阶段，一般取Atl = 0.3s?0.5s。
6. 如权利要求1所述的阶段式电流保护整定方法，其特征在于，定时限 过电流保护整定原则为：电流元件的定值应大于本线路最大负荷电流，同时考 虑下游相邻线路故障切除时躲开电动机的自启动电流和保证元件可靠返回；
其中，匕，为线路i首端定时限过电流保护的一次电流整定值；为定时限过电流 保护的可靠系数，一般规定夂L =1.15?1.25; Kms为电动机自启动系数KMS>1，一般取Kms = 1. 5?2. 5 ;KMt为过电流保护的返回系数，KMt〈l，对机电型电流继电器取Kret = 0. 85,对静 态型电流继电器取Kret = 0. 9?0. 95,对微机型电流保护取Kret = 0. 95 ; Ild max. i为线路i 最大负荷电流一次有效值；fi,、为分别为线路i和线路i+1定时限过电流保护的动 作时限。
7. -种应用于阶段式电流保护整定方法的发电机模型，其特征在于，当时间段为[0， At]时的发电机模型为E" +X" d;当时间段为[nAt，（n+l)At]时的发电机模型为 K10E" q0+X" d、K20E，q0+X，^K30EWX tnK40E" d0+X" q、K50AEf+Xd;当时间段为[tl-At，tl] 时的发电机模型为Eq(l+Xd与AEf+Xd的叠加； 其中，At为时间级差，
X",为发电机d轴次暂态电抗，E" q(l为发电 机q轴次暂态电势的初始值，E " d(l为发电机d轴次暂态电势的初始值； n = tl/At，tl为短路切除时间，E' 5(|为发电机q轴暂态电势的初始值，EqtlS发电机 q轴稳态电势值，X' d为发电机d轴暂态电抗，XdS发电机d轴同步电抗，A Ef为强行励磁 的顶值电势减去运行的空载电势，e 〇为短路前空载电动势和端电压之间的夹角。
【文档编号】H02H3/00GK104332941SQ201410609256
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】李会新, 于芮技, 谢俊, 付元欢, 陈祥文, 韩鹏, 李勇, 张艳艳, 李银红 申请人:华中电网有限公司, 华中科技大学