一种相间接地故障的距离保护方法与装置与流程

本发明属于继电保护自动化领域，具体涉及一种相间接地故障的距离保护方法与装置。

背景技术：

现实电网运行状态过程中，存在振荡中或弱馈中相间接地故障的故障情况，如果弱馈系统故障发生在门口，或振荡中电压波谷时发生故障，由于记忆电压小于相间距离继电器动作门槛，会导致相间距离拒动。同时振荡中两相接地故障会存在误选三相的情况，而接地距离保护经故障选相选单相闭锁，导致接地距离保护拒动。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种相间接地故障的距离保护方法与装置，用于解决现有系统振荡过程中发生相间接地故障时相间距离保护拒动的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种相间接地故障的距离保护方法，包括如下步骤：

1)当电力系统发生相间接地短路故障时，先根据故障电压电流波形及选相结果进行振荡及弱馈判别；

2)当电力系统发生振荡时，故障相的阻抗元件动作条件满足，非故障相的阻抗元件动作条件不满足，故障选相选为两相或三相，开放接地距离保护；

3)当电力系统为弱馈系统时，故障相的阻抗元件动作条件满足，非故障相的阻抗元件动作条件不满足，突变量电压选相选为两相，开放接地距离保护。

所述故障相的阻抗元件和非故障相的阻抗元件均为具有四边形阻抗特性的元件。

当所述相间接地短路故障为区外故障时，采用滞后相四边形不动作闭锁超前相四边形动作。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种相间接地故障的距离保护装置，包括处理器，所述处理器用于运行实施如下方法的指令：

1)当电力系统发生相间接地短路故障时，先根据故障电压电流波形及选相结果进行振荡及弱馈判别；

2)当电力系统发生振荡时，故障相的阻抗元件动作条件满足，非故障相的阻抗元件动作条件不满足，故障选相选为两相或三相，开放接地距离保护；

3)当电力系统为弱馈系统时，故障相的阻抗元件动作条件满足，非故障相的阻抗元件动作条件不满足，突变量电压选相选为两相，开放接地距离保护。

所述故障相的阻抗元件和非故障相的阻抗元件均为具有四边形阻抗特性的元件。

所述处理器还用于当所述相间接地短路故障为区外故障时，采用滞后相四边形不动作闭锁超前相四边形动作。

本发明的有益效果是：在电力系统振荡过程中，若发生相间接地故障，且故障相的阻抗元件动作条件满足，非故障相的阻抗元件动作条件不满足，故障选相选为两相或三相时，开放接地距离保护。本发明通过在线路保护装置程序中修改接地距离保护的动作逻辑，实现通过接地距离动作来切除门口相间接地故障。且不管选相结果是两故障相还是三相，均能保证振荡系统中区内相间接地故障的有效切除。

当弱馈系统发生相间接地故障，故障相的阻抗元件动作条件满足，非故障相的阻抗元件动作条件不满足，突变量电压选两相故障时，此时通过开放接地距离保护切除相间接地故障。

另外，如果是系统振荡中或弱馈中发生区外相间接地故障，通过滞后相闭锁超前相的方法，能可靠防止超前相距离保护误动。

附图说明

图1是110kv线路动模仿真系统图；

图2是一种相间接地故障的距离保护方法逻辑图；

图3是振荡中相间接地故障波形图；

图4是弱馈中相间接地故障波形图。

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说明。

本发明在分析了振荡或弱馈时相间接地故障的故障特征及选相结果的前提下，提出了使用接地距离保护动作切除相间接地故障的方法，该方法的步骤如下：

(1)电力系统发生相间接地短路故障时，先根据采集的电压、电流波形及选相结果进行振荡及弱馈判别；如果系统没有振荡，也不是弱馈系统，由于接地距离经选单相闭锁，所以靠相间距离动作切除故障。

(2)如果系统振荡中发生区内相间接地故障，故障相四边形满足，非故障相四边形不满足，同时相间电压的选相结果为两故障相或三相故障，开放接地距离保护，切除故障。

(3)如果弱馈系统中发生区内相间接地故障，故障相四边形满足，非故障相四边形不满足，同时突变量电压选相结果为两故障相，开放接地距离保护，切除故障。

(4)如果系统振荡中发生区外相间接地故障，或者弱馈系统中发生区外相间接地故障，超前相四边形有可能满足，会造成超前相误动作，因此采用滞后相四边形不满足闭锁超前相接地距离，防止接地距离误动。

本发明在系统振荡中发生区内相间接地故障，不管选相结果是两故障相还是三相，接地距离保护均能动作切除故障；如果是弱馈系统发生区内相间接地故障，由于突变量电压选两故障相，此时接地距离保护也能动作切除故障；如果是系统振荡中或弱馈中发生区外相间接地故障，通过滞后相闭锁超前相的方法，能可靠防止超前相距离保护误动。本发明能有效切除振荡系统、弱馈系统、正常运行系统中区内相间接地故障，同时也能防止区外相间接地故障距离保护误动。

本发明应用在线路保护装置中，通过在线路保护装置程序中修改接地距离保护的动作逻辑，该逻辑实现了通过接地距离动作来切除门口相间接地故障，如图2所示，既能正确切除区内相间接地故障，又能保证区外相间接地故障不误动。以110kv线路动模仿真系统图为例，通过线路三相电流互感器ta1获取线路三相电流，通过电压互感器tv1获取线路三相电压。110kv线路动模仿真系统如图1所示。

通过对110kv动模系统进行rtds仿真，分别对k1、k2、k3、k4、k5点的相间接地故障进行仿真，验证了解决振荡中相间接地距离拒动方法的有效性，振荡中m侧门口ab相间接地故障波形如图3所示。同时也做了弱馈系统仿真，m侧为弱电源，分别对k1-k5点进行相间接地故障仿真，验证了解决弱馈中相间接地距离拒动方法的有效性，弱馈中m侧门口ab相间接地故障波形如图4所示。

当系统发生故障时，对ta1，tv1所采集到的三相电流，三相电压进行振荡或弱馈判别，若系统没有振荡，也不是弱馈系统，分别对仿真系统中k2点和k3点区内相间接地故障进行仿真，可通过相间距离保护切除故障，同时k1点，k4点和k5点区外相间接地故障，相间距离不误动。

如果判为系统振荡，仿真系统k2点和k3点相间接地故障时，若此时电压正好是波谷，会存在相间距离继电器不动作的情况，可通过接地距离动作切除故障，若选相选为两故障相，两故障相四边形满足动作条件，非故障相四边形不满足动作条件，根据逻辑接地距离i段能动作，可靠切除故障。若选相误选为三相，两故障相四边形满足动作条件，非故障相四边形不满足动作条件，根据逻辑接地距离i段也能动作，可靠切除故障。

如果判为系统振荡，仿真系统k4点发生相间接地故障时，此时为区外故障，由于相间接地故障超前相的测量阻抗会变小，从而会导致接地距离i段误动，通过滞后相四边形不动作闭锁超前相动作，防止超前相误动作。

如果判为弱馈系统，仿真系统k2点和k3点相间接地故障时，此时由于门口电压较低，也会存在相间距离继电器不动作的情况，可通过接地距离动作切除故障，突变量电压选相可靠选为两故障相，两故障相四边形满足动作条件，非故障相四边形不满足动作条件，根据逻辑接地距离i段能动作，可靠切除故障。

如果判为弱馈系统，仿真系统k4点发生相间接地故障时，此时为区外故障，由于相间接地故障超前相的测量阻抗会变小，从而会导致接地距离i段误动，通过滞后相四边形不动作闭锁超前相动作，防止超前相误动作。

另外，本发明还提出了一种相间接地故障的距离保护装置，包括处理器，用于运行实施如下方法的指令：

当电力系统发生相间接地短路故障时，先根据故障电压电流波形及选相结果进行振荡及弱馈判别；当电力系统发生振荡时，故障相的阻抗元件动作条件满足，非故障相的阻抗元件动作条件不满足，故障选相选为两相或三相，开放接地距离保护；当电力系统为弱馈系统时，故障相的阻抗元件动作条件满足，非故障相的阻抗元件动作条件不满足，突变量电压选相选为两相，开放接地距离保护。

由于该距离保护装置实际上是基于本发明方法流程的一种计算机解决方案，即一种软件构架，可以应用到继电保护装置中，上述装置即为与方法流程相对应的处理进程。由于对上述方法的介绍已经足够清楚完整，故不再详细描述该距离保护装置。