CN102103158A - 基于功角的自适应静稳电流判别方法 - Google Patents

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CN102103158A CN2010105887206A CN201010588720A CN102103158A CN 102103158 A CN102103158 A CN 102103158A CN 2010105887206 A CN2010105887206 A CN 2010105887206A CN 201010588720 A CN201010588720 A CN 201010588720A CN 102103158 A CN102103158 A CN 102103158A
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窦乘国
谢华
吴通华
蒋雷海
伍小刚
郑玉平
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Abstract

基于功角的自适应静稳电流判别方法。本发明首次将利用故障前正序电压余弦分量，依据本发明提供的方法判别结果，自适应振荡闭锁快速开放。本方法本质上是自适应静稳电流的判别，故而不需要“振荡闭锁过流”定值设置，从而能够避免定值整定带来的弊端，迅速识别振荡和故障，确保快速切除故障，更有利于系统健康稳定运行。

Description

基于功角的自适应静稳电流判别方法
技术领域
本发明涉及振荡闭锁的开放的方法，应用于高压、超高压距离保护中距离保护振荡闭锁后安全可靠识别故障再次开放保护的判别。
背景技术
当电力系统发生振荡时，保护安装处的电流电压会随着系统功角的摆动而发生周期性的变化，这种变化类似于系统发生三相故障，保护安装处越靠近振荡中心，这种相似越难以区分，目前为防止电力系统振荡可能导致的距离保护误动作，高压、超高压线路距离保护中设计了振荡闭锁逻辑逻辑，当系统仅发生振荡而没有故障时，闭锁距离保护，而系统发生故障时，又需要将振荡闭锁开放，让距离保护可靠动作。
目前振荡闭锁的基本原则是非振荡情况下系统故障，振荡闭锁逻辑短时开放160ms，允许距离保护出口。同时结合故障情况下的电气特征，采用对称开放元件和不对称开放元件来开放距离保护，基本的振荡闭锁具体逻辑如下：
1．起动开放元件
起动元件开放瞬间，若按躲过静态最大负荷整定的正序过流元件不动作或动作时间尚不到10ms，则将振荡闭锁开放160ms。
该元件在正常运行突然发生故障时立即开放160ms，当系统先振荡时，正序过流元件先于起动元件动作，振荡闭锁被闭锁不开放，另外当区外故障或操作后160 ms再有故障时也被闭锁。
2．不对称故障开放元件
在系统先发生振荡或装置开放160ms后，即使系统在振荡中又发生区内不对称故障时，振荡闭锁回路还可由不对称故障开放元件开放，该元件采用正负零序电流关系形成，动作判据为：
Figure 163000DEST_PATH_IMAGE001
3．对称故障开放元件
在系统先发生振荡或装置开放160ms后，若系统在振荡中又发生区内三相故障，则上述二项开放措施均不能开放振荡闭锁，设置了专门的对称故障开放元件，即测量振荡中心电压：
Figure 449625DEST_PATH_IMAGE002
为正序电压，
Figure 589750DEST_PATH_IMAGE003
是正序电压和电流之间的夹角。
满足以下二部分动作判据开放保护：
（1） 
Figure 874101DEST_PATH_IMAGE004
 延时150ms开放；
（2） 
Figure 83366DEST_PATH_IMAGE005
 延时500ms开放。
以上的方法为传统的振荡闭锁开放逻辑，三个开放元件相辅相成，当起动开放元件动作后进入振荡闭锁，需要后面两个条件来开放振荡闭锁，达到系统振荡后再故障距离保护能够开放再动作的目的。但起动开放元件中需要用户整定定值“振荡闭锁过流”，该定值按躲过静态最大负荷整定，但实际应用中，系统情况差异很大，即使对于特定系统，系统工况也可能会有较大变化，这就给“振闭过流定值”的整定带来困难，而该定值直接会影响距离保护进入振荡闭锁的时刻，进而影响距离保护再次开放的时间，也就是说整定过大可能导致振荡闭锁逻辑失效，系统振荡时误动作，整定过小可能导致误进振荡闭锁，导致真正发生故障时振荡闭锁开放比较晚，距离保护灵敏度降低，动作变慢，造成系统振荡时，故障切除慢，故障对系统稳定破坏性增大。
发明内容
发明目的
本发明的目的是：提供一种基于功角的自适应静稳电流判别方法，通过正序电压余弦分量的比较器，可更加直观地反映系统两侧实际的功角变化，做到更有效地开放振荡闭锁逻辑。
本发明首次将利用故障前正序电压余弦分量，依据本发明提供的方法判别结果，自适应振荡闭锁快速开放。本方法本质上是自适应静稳电流的判别，故而不需要“振荡闭锁过流”定值设置，从而能够避免定值整定带来的弊端，迅速识别振荡和故障，确保快速切除故障，更有利于系统健康稳定运行。
技术方案
本发明所提供的判别方法如下：
1）根据采集的电流电压计算正序电压电流向量；
2）构建正序电压余弦分量比较器；
比较器公式为：
          （1）
其中，
Figure 604532DEST_PATH_IMAGE007
为启动前记忆的正序电压；
为记忆的正序电压和电流之间的夹角；
Figure 21924DEST_PATH_IMAGE009
为系统电势；
若不满足上面公式，则认为装置启动前静态稳定已经破坏，此时进入振荡闭锁，闭锁相关元件。
3）若满足式（1）所示方程，直接将保护开放一定时间，具体开放时间以起振时两侧功角首次摆开180度所需时间作为基准，以100ms作为最短开放时间，200ms为最长开放时间，通过下式判断：
当时：
Figure 437173DEST_PATH_IMAGE011
             （2）
当时：
           （3）
其中，
Figure 931498DEST_PATH_IMAGE014
为启动后开放时间，单位为ms，由于系统电势
Figure 149990DEST_PATH_IMAGE009
往往不可实测，而系统额定电压Un＝（0.95~1.05）
Figure 947045DEST_PATH_IMAGE009
，因此在实际实现中，令
Figure 368930DEST_PATH_IMAGE009
=Un。
按照上式自动依据故障前状态形成振荡闭锁开放时间，可进一步保证系统稳定运行，同时给继电保护可靠动作留出了足够时间。
有益效果
本发明的有益效果是：首次将利用故障前正序电压余弦分量，依据本发明提供的方法判别结果，自适应振荡闭锁快速开放。不需要“振荡闭锁过流”定值设置，从而能够避免定值整定带来的弊端，迅速识别振荡和故障，确保快速切除故障，更有利于系统健康稳定运行。
附图说明
图1为振荡闭锁开放和振荡闭锁的示意图
具体实施方式
本发明实施方案如下：
1．根据采集的电流电压计算正序电压电流向量
2．构建计算正序电压余弦分量比较器：
比较器公式为：
Figure 276843DEST_PATH_IMAGE006
          （1）
其中，
Figure 287524DEST_PATH_IMAGE007
为启动前记忆的正序电压；
Figure 317797DEST_PATH_IMAGE008
为记忆的正序电压和电流之间的夹角；
Figure 413929DEST_PATH_IMAGE009
为系统电势；由于系统电势
Figure 437118DEST_PATH_IMAGE009
往往不可实测，而系统额定电压Un＝（0.95~1.05）
Figure 567885DEST_PATH_IMAGE009
，因此在实际实现中，令
Figure 769059DEST_PATH_IMAGE009
=Un；
3．如果满足正序电压余弦分量比较器公式，则按照下式（2）、式（3）求
Figure 86908DEST_PATH_IMAGE014
，获取启动后开放时间；
当时：
Figure 400526DEST_PATH_IMAGE011
             （2）
当
Figure 772601DEST_PATH_IMAGE012
时：
Figure 577746DEST_PATH_IMAGE013
           （3）
其中，
Figure 945667DEST_PATH_IMAGE014
为启动后开放时间，单位为ms。
如果不满足式（1），则认为装置启动前静态稳定已经破坏，此时进入振荡闭锁，闭锁相关元件。

Claims (3)

1.基于功角的自适应静稳电流判别方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）根据采集的电流电压计算正序电压电流向量；
2）构建正序电压余弦分量比较器；
比较器公式为：
Figure 387315DEST_PATH_IMAGE001
          （1）
其中，为启动前记忆的正序电压；
为记忆的正序电压和电流之间的夹角；
为系统电势；
若不满足上面公式，则认为装置启动前静态稳定已经破坏，此时进入振荡闭锁，闭锁相关元件；
3）若满足式（1）所示方程，直接将保护开放一定时间，开放时间以起振时两侧功角首次摆开180度所需时间作为基准，通过下式判断：
当
Figure 852745DEST_PATH_IMAGE005
时：
Figure 815891DEST_PATH_IMAGE006
             （2）
当时：
Figure 53154DEST_PATH_IMAGE008
           （3）
其中，
Figure 680576DEST_PATH_IMAGE009
为启动后开放时间。 
2.根据权利要求1所述的基于功角的自适应静稳电流判别方法，其特征在于，步骤3）中所述的开放时间以100ms作为最短开放时间，200ms为最长开放时间。
3.根据权利要求1或者2所述的基于功角的自适应静稳电流判别方法，其特征在于，由于系统电势
Figure 503038DEST_PATH_IMAGE004
往往不可实测，而系统额定电压Un＝（0.95~1.05），因此在实际实现中，令
Figure 31289DEST_PATH_IMAGE004
=Un。
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