一种用于计算变时限距离保护装置的延时的方法及系统与流程

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，并且更具体地，涉及一种用于计算变时限距离保护装置的延时的方法及系统。

背景技术：

整定计算和正确的定值是确保继电保护装置发挥正常性能的必要条件。目前，电网的继电保护整定包括线路保护、母线保护、变压器保护、断路器保护、失灵保护过电压及远跳保护等。其中，大多数保护在基建投入时的整定值可以适应电网局部的变化，一般不会频繁更改定值。而线路保护的距离保护需要和相邻线路的距离保护配合，在电网线路的开断、新建过程中，需要对相关线路重新计算定值，并下发到相关变电站更改定值，距离保护整定计算复杂，工作量大。此外，由于基建项目计划和实施的不一致性，需要更改的定值不能一次到位，往往还会造成更改过程中定值失去配合。

所以，如果能利用计算机技术实现距离保护动作时限的自动配合，虽然不能减少线路保护整定计算的工作量，但是可以让距离保护和其他保护一样，可以适应电网局部的变化，实现除开断或新建线路本身的定值外，相邻线路一般不需更改定值。同时，由于距离保护常规的定时限配合，为了顾全大局，局部地方会设置不配合点。而距离保护时限的自动配合，总是以故障点为中心，满足相邻线路距离保护之间的时间配合，所以不会出现不配合点。这也是距离保护时限自动配合的一个优点。

因此，需要一种计算变时限距离保护装置的延时的方法，以解决在电网线路的开断、新建过程中，需要对相关线路重新计算定值，距离保护常规的定时限配合整定复杂，难以适应电网变化的问题。

技术实现要素：

本发明提出了一种用于计算变时限距离保护装置的延时的方法及系统，以解决在电网线路的开断、新建过程中，需要对相关线路重新计算定值，距离保护常规的定时限配合整定复杂，难以适应电网变化的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于计算变时限距离保护装置的延时的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取距离保护装置的安装处距离故障点的距离阻抗，并利用所述距离阻抗计算距离保护的测距；

根据所述距离保护的测距计算距离保护的动作时间中间值；

根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护ii段动作时间；

根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护iii段动作时间。

优选地，其中所述利用所述距离阻抗计算距离保护的测距，包括：

c＝z′k/zkm，

其中，c为距离保护的测距；z′k为距离保护系统的安装处距离故障点的距离阻抗；zkm为线路每公里的阻抗值。

优选地，其中所述距离保护动作的时间中间值包括：第一时间、第二时间、第三时间和第四时间。

优选地，其中利用如下公式计算距离保护的动作时间中间值：

t3＝0.3k1k2，

t4＝0.002(c/5)²，

其中，t1为第一时间；t2为第二时间；t3为第三时间；t4为第四时间；c为距离保护的测距；l为距离保护安装处本线路长度。

优选地，其中所述根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护ii段动作时间，包括：

当0≤c≤0.6l时，tii＝t1；

当0.6l＜c≤1.1l时，

当1.1l＜c≤lii.set，

其中，tii为距离保护ii段动作时间；k0为预设的时间极差，单位为秒；lii.set为距离保护ii段阻抗整定值zii.set折算成线路的公里数。

优选地，其中所述根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护iii段动作时间，包括：

当0≤c≤0.6l时，tiii＝t1+tmin；

当0.6l＜c≤1.1l时，

当1.1l＜c≤1.4l时，

当1.4l＜c≤liii.set时，

其中，tiii为距离保护iii段的动作时间；tmin为预设的距离保护iii段的最小动作时间，单位为秒；liii.set为距离保护iii段阻抗整定值ziii.set折算成线路的公里数。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于计算变时限距离保护装置的延时的系统，其特征在于，所述系统包括：

距离保护的测距计算单元，用于获取距离保护装置的安装处距离故障点的距离阻抗，并利用所述距离阻抗计算距离保护的测距；

动作时间中间值计算单元，用于根据所述距离保护的测距计算距离保护的动作时间中间值；

距离保护ii段动作时间计算单元，用于根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护ii段动作时间；

距离保护iii段动作时间计算单元，用于根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护iii段动作时间。

优选地，其中在所述距离保护的测距计算单元，利用所述距离阻抗计算距离保护的测距，包括：

c＝z′k/zkm，

其中，c为距离保护的测距；z′k为距离保护系统的安装处距离故障点的距离阻抗；zkm为线路每公里的阻抗值。

优选地，其中所述距离保护动作的时间中间值包括：第一时间、第二时间、第三时间和第四时间。

优选地，其中在所述动作时间中间值计算单元，利用如下公式计算距离保护的动作时间中间值：

t3＝0.3k1k2，

t4＝0.002(c/5)²，

其中，t1为第一时间；t2为第二时间；t3为第三时间；t4为第四时间；c为距离保护的测距；l为距离保护安装处本线路长度。

优选地，其中在所述距离保护ii段动作时间计算单元，根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护ii段动作时间，包括：

当0≤c≤0.6l时，tii＝t1；

当0.6l＜c≤1.1l时，

当1.1l＜c≤lii.set，

其中，tii为距离保护ii段动作时间；k0为预设的时间极差，单位为秒；lii.set为距离保护ii段阻抗整定值zii.set折算成线路的公里数。

优选地，其中在所述距离保护iii段动作动作时间计算单元，根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护iii段动作时间，包括：

当0≤c≤0.6l时，tiii＝t1+tmin；

当0.6l＜c≤1.1l时，

当1.1l＜c≤1.4l时，

当1.4l＜c≤liii.set时，

其中，tiii为距离保护iii段的动作时间；tmin为预设的距离保护iii段的最小动作时间，单位为秒；liii.set为距离保护iii段阻抗整定值ziii.set折算成线路的公里数。

本发明提供了一种用于计算变时限距离保护装置的延时的方法及系统，利用距离保护在线路故障动作时候的相关参数，将距离保护装置安装处距故障点的距离阻抗折算成线路的公里数，获取距离保护的测距；根据距离保护的测距计算距离保护动作时间中间值；根据测距结果和距离保护动作时间中间值计算距离保护ii段动作时间和距离保护iii段动作时间，能够自动实现距离保护时限的自动配合，优化距离保护时限的配合关系，减少距离保护整定计算的工作量。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明实施方式的用于计算变时限距离保护装置的延时的方法100的流程图；

图2为根据本发明实施方式的变时限距离保护的验证模型图；以及

图3为根据本发明实施方式的于计算变时限距离保护装置的延时的系统300的结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明实施方式的用于计算变时限距离保护装置的延时的方法100的流程图。如图1所示，本发明的实施方式提供的用于计算变时限距离保护装置的延时的方法，利用距离保护在线路故障动作时候的相关参数，将距离保护装置安装处距故障点的距离阻抗折算成线路的公里数，获取距离保护的测距；根据距离保护的测距计算距离保护动作时间中间值；根据测距结果和距离保护动作时间中间值计算距离保护ii段动作时间和距离保护iii段动作时间，能够自动实现距离保护时限的自动配合，优化距离保护时限的配合关系，减少距离保护整定计算的工作量。本发明的实施方式提供的用于计算变时限距离保护装置的延时的方法100从步骤101处开始，在步骤101获取距离保护装置的安装处距离故障点的距离阻抗，并利用所述距离阻抗计算距离保护的测距。

优选地，其中所述利用所述距离阻抗计算距离保护的测距，包括：

c＝z′k/zkm，

其中，c为距离保护的测距；z′k为距离保护系统的安装处距离故障点的距离阻抗；zkm为线路每公里的阻抗值。

优选地，在步骤102根据所述距离保护的测距计算距离保护的动作时间中间值。优选地，其中所述距离保护动作的时间中间值包括：第一时间、第二时间、第三时间和第四时间。

优选地，其中利用如下公式计算距离保护的动作时间中间值：

t3＝0.3k1k2，

t4＝0.002(c/5)²，

其中，t1为第一时间；t2为第二时间；t3为第三时间；t4为第四时间；c为距离保护的测距；l为距离保护安装处本线路长度。

优选地，在步骤103根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护ii段动作时间。

优选地，其中所述根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护ii段动作时间，包括：

当0≤c≤0.6l时，tii＝t1；

当0.6l＜c≤1.1l时，

当1.1l＜c≤lii.set，

其中，tii为距离保护ii段动作时间；k0为预设的时间极差，单位为秒；lii.set为距离保护ii段阻抗整定值zii.set折算成线路的公里数。

优选地，在步骤104根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护iii段动作时间。

优选地，其中所述根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护iii段动作时间，包括：

当0≤c≤0.6l时，tiii＝t1+tmin；

当0.6l＜c≤1.1l时，

当1.1l＜c≤1.4l时，

当1.4l＜c≤liii.set时，

其中，tiii为距离保护iii段的动作时间；tmin为预设的距离保护iii段的最小动作时间，单位为秒；liii.set为距离保护iii段阻抗整定值ziii.set折算成线路的公里数。

在本发明的实施方式中，首先，利用距离保护装置计算测得保护安装处距故障点的距离阻抗为z′k，并将其折算成线路的公里数c＝z′k/zkm，其中，zkm为线路每公里的阻抗值；c为距离保护的测距结果。

其次，根据测距结果c计算距离保护动作时间中间值，包括：第一时间t1、第二时间t2、第三时间t3和第四时间t4。其中，

(1)t1计算式为：

(2)t2计算式为：当t2＞0.5时，t2＝0.5。

(3)t3计算式为：t3＝0.3k1k2；

(4)t4计算式为：t4＝0.002(c/5)²。

然后，根据测距结果c和动作时间中间值t1、t2、t3计算距离保护ii段动作时间tii。其中，

(1)当0≤c≤0.6l时，tii＝t1。

其中，当tii＜0.2时，令tii＝0.2；当tii＞0.5时，令tii＝0.5。

(2)当0.6l＜c≤1.1l时，

其中，当tii＜0.5时，令tii＝0.5；当tii＞2时，令tii＝2。

(3)当1.1l＜c≤lii.set时，

其中，当t3＞1时，令t3＝1。当tii＞2.5时，令tii＝2.5。

最后，根据测距结果c和动作时间中间值t1、t2、t3、t4计算距离保护iii段动作时间tiii。其中，

(1)当0≤c≤0.6l时，tiii＝t1+tmin。

当tiii＜0.2+tmin时，tiii＝0.2+tmin；当tiii＞0.5+tmin时，tiii＝0.5+tmin。

(2)当0.6l＜c≤1.1l时，

当tiii＜0.5+tmin时，tiii＝0.5+tmin；当tiii＞2+tmin时，tiii＝2+tmin。

(3)当1.1l＜c≤1.4l时，

当t3＞0.5时，t3＝0.5。当tiii＞10时，tiii＝10。

(4)当1.4l＜c≤liii.set时，

当tiii＞20时，tiii＝20。

图2为根据本发明实施方式的变时限距离保护的验证模型图。如图2所示，针对图2中的系统m侧为送端n侧为受端，在线路l3上设置三个故障点分别为f1距离首端(保护5安装处)1km，f2为线路中点，f3为线路末端。

在f1处发生三相故障，计算距离保护1、3、5的保护动作时间如表1所示。

表1线路l3首端故障沿线距离保护动作时间

在f2处发生a相接地故障，计算距离保护1、3、5的保护动作时间如表2所示。

表2线路l3中点故障沿线距离保护动作时间

在f3处发生相间故障，计算距离保护1、3、5的保护动作时间如表3所示。

表3线路l3末端故障沿线距离保护动作时间

由上述结果可以看出各保护之间的时间极差均大于0.5s，能够实现保护动作时间的自动配合，优化距离保护时限的配合关系，减少距离保护整定计算的工作量。

图3为根据本发明实施方式的用于计算变时限距离保护装置的延时的系统300的结构示意图。如图3所示，本发明的实施方式提供的用于计算变时限距离保护装置的延时的系统300，包括：距离保护的测距计算单元301、动作时间中间值计算单元302、距离保护ii段动作时间计算单元303和距离保护iii段动作时间计算单元304。优选地，所示距离保护的测距计算单元301，用于获取距离保护装置的安装处距离故障点的距离阻抗，并利用所述距离阻抗计算距离保护的测距。

优选地，其中在所述距离保护的测距计算单元，利用所述距离阻抗计算距离保护的测距，包括：

c＝z′k/zkm，

其中，c为距离保护的测距；z′k为距离保护系统的安装处距离故障点的距离阻抗；zkm为线路每公里的阻抗值。

优选地，所述动作时间中间值计算单元302，用于根据所述距离保护的测距计算距离保护的动作时间中间值。

优选地，其中所述距离保护动作的时间中间值包括：第一时间、第二时间、第三时间和第四时间。

优选地，其中在所述动作时间中间值计算单元，利用如下公式计算距离保护的动作时间中间值：

t3＝0.3k1k2，

t4＝0.002(c/5)²，

其中，t1为第一时间；t2为第二时间；t3为第三时间；t4为第四时间；c为距离保护的测距；l为距离保护安装处本线路长度。

优选地，所述距离保护ii段动作时间计算单元303，用于根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护ii段动作时间。

优选地，其中在所述距离保护ii段动作时间计算单元303，根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护ii段动作时间，包括：

当0≤c≤0.6l时，tii＝t1；当0.6l＜c≤1.1l时，当1.1l＜c≤lii.set，其中，tii为距离保护ii段动作时间；k0为预设的时间极差，单位为秒；lii.set为距离保护ii段阻抗整定值zii.set折算成线路的公里数。

优选地，所述距离保护iii段动作时间计算单元304，用于根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护iii段动作时间。

优选地，其中在所述距离保护iii段动作时间计算单元，根据所述距离保护的测距和动作时间中间值计算距离保护iii段动作时间，包括：

当0≤c≤0.6l时，tiii＝t1+tmin；当0.6l＜c≤1.1l时，当1.1l＜c≤1.4l时，当1.4l＜c≤liii.set时，其中，tmin为预设的距离保护iii段的最小动作时间，单位为秒；liii.set为距离保护iii段阻抗整定值ziii.set折算成线路的公里数。

本发明的实施例的用于计算变时限距离保护装置的延时的系统300与本发明的另一个实施例的用于计算变时限距离保护装置的延时的方法100相对应，在此不再赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。