CN100409019C - 具有负序反方向闭锁的零序方向测量元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力系统领域中继电保护的方法。公开了一种通过对保护安装处所测的负序电压和负序电流，计算负序方向，然后利用负序反方向元件闭锁零序方向元件的方法，该方法包括如下步骤：线路保护装置对电压电流波形进行采样滤序后计算出保护安装处的负序电压和负序电流；在零序正方向时判断负序方向，若负序为反方向则闭锁零序方向保护元件，若负序为非反方向(包括：正方向和方向元件未动作)则允许零序方向元件动作经保护出口跳闸。该方法可有效地防止TV两点接地、外接3U0接反、接地点虚接以及变电站地网接地电阻过大所引起的零序方向元件误动作，可保证继电保护的安全可靠运行。

Description

具有负序反方向闭锁的零序方向测量元件

技术领域

本发明涉及电力系统领域，更具体地涉及继电保护的方法。

背景技术

零序方向保护在国内一直是220KV及以上电压等级输电线路保护对于各类接地故障的主保护，尤其是对于单相高阻接地故障，具有不可或缺的作用，但一直以来零序方向测量元件容易受交流电压回路异常工况的影响，例如外接3U0接反，交流电压回路TV两点接地，接地点不正确，接地点虚接，甚至于变电站接地网接地电阻过大等，都会引起零序电压相位的变化，进而引起零序方向元件的误动或拒动。此类问题每年在全国各电网中都有发生。

负序方向元件具有和零序方向元件同样的特性，对于各类接地故障而言，负序电流和零序电流，负序电压和零序电压的相位基本上相同，而负序电压并不受TV接地点以及变电站接地网的影响，只要TV三相相序正确，其相位总是正确的，更难能可贵的是，其保护的灵敏度在大部分的情况下比零序方向元件高，因此当零序方向元件由于相位不正确误动时，负序方向元件的相位总是正确的。本发明针对零序方向误判造成零序方向元件误动情况，提出一种用负序反方向闭锁零序方向元件的方法，避免保护误动作。

发明内容

为提高零序方向元件的安全性、可靠性，本发明公开了一种负序方向闭锁零序方向元件的方法。该方法包括如下步骤：线路保护装置对互感器的电压电流波形进行采样滤序算法滤出保护安装处的负序电压和负序电流；在零序正方向时再判断负序方向，若负序反方向则闭锁零序方向元件，若负序非反方向则允许零序方向保护出口跳闸。本发明较好地解决了长期以来TV回路两点接地、外接3U0接反，接地点虚接以及变电站接地网接地电阻过大，零序方向不正确，纵联零序方向元件误动作的技术难题。保证保护的安全可靠运行。

附图说明

图1显示了高压线路保护的安装位置和可能的故障的一个位置；

图2显示了本发明简化的保护逻辑图。

图3显示了微机保护交流采样示意图

具体实施方案

保护根据保护安装处的TA和TV测得电流和电压的瞬时值，通过傅氏算法求出各电气量的复数形式，然后可通过下式所示的滤序算法滤出保护安装处的负序电压的实部

和虚部

负序电流的实部和虚部

$3{\stackrel{\·}{U}}_{2\mathrm{Re}}={\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{aRe}}+{\mathrm{\α}\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{bRe}}+{\mathrm{\α}}^2{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{cRe}}$

$3{\stackrel{\·}{U}}_{2\mathrm{Im}}={\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{aIm}}+\mathrm{\α}{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{bIm}}+{\mathrm{\α}}^2{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{cIm}}---\left(1\right)$

$3{\stackrel{\·}{I}}_{2\mathrm{Re}}={\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{aRe}}+{\mathrm{\α}\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{bRe}}+{\mathrm{\α}}^2{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{cRe}}$

$3{\stackrel{\·}{I}}_{2\mathrm{Im}}={\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{aIm}}+\mathrm{\α}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{bIm}}+{\mathrm{\α}}^2{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{cIm}}$

式中： ${\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{aRe}},{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{bRe}},{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{cRe}},{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{aIm}},{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{bIm}},{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{cIm}},{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{aRe}},{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{bRe}},{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{cRe}},{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{aIm}},{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{bIm}},{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{cIm}}$ 分别为A、B、C相电压和电流的实部和虚部，α＝1∠120°

根据图2显示的保护逻辑简化图，保护故障时若零序正方向，零序方向元件满足条件出口，负序电压和负序电流要大于一定的门槛值判断负序方向。负序非反方向，允许零序方向元件出口。

负序正方向动作区为：

负序反方向动作区为：

根据图3显示微机保护交流采样示意图，求负序电压。

$3{\stackrel{\·}{U}}_2={\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{AN}}+\mathrm{\α}{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{BN}}+{\mathrm{\α}}^2{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{CN}}={\stackrel{\·}{U}}_a+{{\stackrel{\·}{U}}^{\′}}_0+\mathrm{\α}({\stackrel{\·}{U}}_b+{{\stackrel{\·}{U}}^{\′}}_0)+{\mathrm{\α}}^2({\stackrel{\·}{U}}_c+{{\stackrel{\·}{U}}^{\′}}_0)$

$=({\stackrel{\·}{U}}_a+\mathrm{\α}{\stackrel{\·}{U}}_b+{\mathrm{\α}}^2{\stackrel{\·}{U}}_c)+(1+\mathrm{\α}+{\mathrm{\α}}^2){U^{\′}}_0$

$=({\stackrel{\·}{U}}_a+\mathrm{\α}{\stackrel{\·}{U}}_b+{\mathrm{\α}}^2{\stackrel{\·}{U}}_c)---\left(4\right)$

式中

为串入电压回路的附加电压。

由(4)式可以看到负序电压

并不受串入电压回路的附加电压值U′₀的影响，并保持其相位不变，即不论外接

是否接反，是否发生TV回路两点接地，或者变电站序网接地不良，都不会影响负序方向保护的方向性，因为负序方向元件与地网无关。

在纵联保护中采用零序方向元件时，零序电压的相位对零序方向起到关键的作用，当TV回路发生两点接地、外接3U0接反、接地点虚接以及变电站接地网接地电阻过大，此时若有接地故障发生，则零序电压会畸变，但负序电压正常。如果发生反向故障时零序方向元件可能会错误地判为正方向，而负序方向元件一定会判为反方向。在引入负序反方向闭锁元件后，就保证了纵联零序元件不会出现误动作。

综上所述，本发明在当TV回路发生两点接地、外接3U0接反，接地点虚接以及变电站接地网接地电阻过大，发生区外故障时，零序元件判为正方向时纵联零序方向元件受负序方向元件闭锁，有效防止零序方向元件误动作。保证保护的安全可靠运行。

Claims (2)

1. 一种利用负序反方向闭锁零序方向元件的方法，该方法包括步骤：

线路保护装置对互感器的电压电流波形进行采样；

利用滤序算法滤出电压和电流的负序分量；

保护故障时如零序正方向，零序方向元件满足条件出口时；

根据所述负序分量判断负序方向；

若负序为反方向则闭锁纵联零序保护方向元件；

若负序非反方向则允许零序方向元件动作。

2. 如权利要求1的方法，其中下式作为判断负序方向的判据：

负序正方向动作区为：18°≤arg(3I2/3U2)≤180°，

负序反方向动作区为：-162°≤arg(3I2/3U2)≤0°，

式中：

3U₂、3I₂分别为保护所测的负序电压和负序电流。

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