CN102119474A - 应用于电力系统距离保护的快速振荡解锁方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电力系统距离保护的快速振荡解锁方法和装置，它能够确保距离保护在振荡(三相或者两相振荡)过程中快速分相跳闸。本发明中的电力系统振荡解锁方法包括，计算距离保护的所有运行回路的阻抗变化率，然后基于变化率判断出故障回路。如果存在故障回路，故障回路相关的被闭锁的距离段将被解锁。在计算变化率之前，将检查电力系统是否处于振荡状态，如果检出系统处于振荡状态，振荡中可能会误动的距离段将被闭锁。通过该发明的应用，距离保护在振荡中的性能将得到改善，确保距离保护可以快速分相动作，这非常有利于电力系统的稳定性。

Description

应用于电力系统距离保护的快速振荡解锁方法和装置

技术领域

本发明涉及一种电力系统继电保护技术，尤其涉及一种应用于电力系统距离保护的快速振荡解锁方法和装置。

背景技术

当电力系统的发电和用电处于平衡状态时，电网系统通常运行在稳定状态，这时的系统运行频率通常非常接近于额定频率。

在某些特殊情况下，电力系统会有扰动从而不再运行于稳定状态。在这方面，电力系统运行时会遭受或大或小的各种扰动冲击。负荷的小幅变化是经常发生的，电力系统必须相应调整运行，以满足电压和频率的波动范围要求。

系统振荡可能是由系统中的扰动引起，它导致电力系统改变了原来的稳定运行条件。引起振荡的条件可能是系统故障或其切除，线路切换，发电机解列，负荷的大幅度变化等等。当振荡条件发生时，有功功率的产生和消耗之间存在着不平衡。

取决于系统扰动的严重程度和振荡期间所采用的系统控制措施，系统也可能保持稳定并回到某个新的稳定状态，期间的过程叫做稳定振荡。但是，严重的系统振荡也会带来很大的系统发电机功角，很大的振荡潮流，以及很大的电压、电流波动，这可能会让系统的发电和用电之间失去平衡和同步。这就是所谓的不稳定振荡。

无论是稳定还是非稳定振荡，都有可能带来恶劣后果。特别是，系统振荡可能引起距离保护的视在阻抗从先前的稳定负荷状态进入保护的动作区间，从而引起距离保护的误动作和线路的误切除。这种距离保护的误动作可能进一步恶化系统的动荡，引起系统的失稳，从而带来大范围系统解列和停电，从而让所谓的稳定振荡变成不稳定振荡。所以可以这样说，距离保护在稳定振荡中不应动作，从而让系统可以建立起新的平衡状态并返回稳定运行。

在不稳定振荡中，系统中的两个或者多个区域，或两个或者多个互联的网络，将失去同步。不稳定振荡期间，失控的断路器跳闸可能引起设备的损害，而且威胁现场人员的人身安全。因此，要求失步的系统区域必须从其它部分快速自动隔离，以避免更多的设备损害和系统主网的崩溃解列。在不稳定振荡条件下，为了避免设备损害和大面积停电，以及最小化扰动影响的范围，特定系统设备的可控跳闸是必须的。

基于以上考虑，如果在振荡中发生故障，距离保护必须能够可靠地动作。在各种不同的振荡周期(例如0.1秒～5秒)，故障时的不同功角，不同的运行条件(三相振荡或者单相开路振荡，即两相振荡)，距离保护都需要快速可靠地检测到故障并且选出故障相。

在传统的距离保护中，当振荡中发生不对称故障时，通常通过检测是否出现负序和零序分量来识别故障。中国专利申请90211534.0中描述了这样的一种方法，其判据是|I2|+|I0|＞m|I1|，这里I0、I2和I1分别表示零序、负序和正序电流，而m是一个介于0.5和1之间的系数。其它一些厂商采用的判据是|I2|＞m|I1|，|I0|＞n|I2|，这里n也是一个系数。这些解锁方法针对两端等效系统之间的不同功角具有不同的延时。如果发生故障时功角较小，这个延时会非常短。然而，在某些特定的不利条件下，这个延时可能会超过振荡周期的30％。

对于振荡中的对称故障，通常通过振荡中心电压

来识别故障。当振荡中心电压停留于零附近超过一个给定的时间门槛时，比如150ms、500ms等等，距离保护就被解锁。

也存在一些改进的快速闭锁方案。比如，中国专利申请03146340.1描述了一种通过检测测量电阻变化率来识别振荡中发生故障的方法，它利用了测量电阻变化率来解锁距离保护。

但是，上述提及的方法具有共同的问题，就是它们的反应速度过于缓慢，特别是对于慢速振荡。长时间的振荡解锁延时会减慢距离保护的动作速度，这对于电力系统的可靠性和设备的安全性是不利的。

发明内容

考虑到上述情况，本发明为电力系统距离保护提供了一种快速振荡解锁的方法和装置，它能够确保距离保护在振荡(三相或者两相振荡)中发生故障时，能够快速分相跳闸。

典型的距离保护具有几个段，针对每个独立的段，都具有适用于相间故障的3个相间回路(A-B，B-C，C-A)和适用于接到地故障的3个相对地回路(A-G，B-G，C-G)。A、B、C分别标识了三相电力系统中的三个相别，而G标识地。在三相运行条件下，所有的6个回路都是运行回路，而在单相开路(两相)运行条件下，只有三个回路(两个相对地回路和一个相间回路)是运行回路，它们由余下的两个健全相构成。比如当C相开路时，运行回路是A-G、B-G和A-B。

本发明的一个方面，提供了一种电力系统振荡解锁方法，该方法包括计算电力系统中所有运行回路的阻抗变化率，并且据此变化率判断出一个或者多个故障回路。

在本发明的一优选实施例中，该系统振荡解锁方法还包含步骤：为故障回路解锁被闭锁的距离段。

在另一优选实施例中，该振荡解锁方法进一步包括以下步骤：在计算变化率之前，检查系统是否处于振荡状态的步骤；如果它检查到系统处于振荡状态，闭锁可能会产生误动作的距离段。

变化率指的是固定时间内的阻抗(以向量、数量等形式)的变化。

在本发明的另一实施例中，该振荡解锁方法进一步包含步骤：测量电力系统中所有运行回路的阻抗；并对电力系统中所有运行回路的阻抗变化率分别用下列公式进行计算：D_y(x)＝abs(Z_y(x)-Z_y(x-p))式中，D是变化率，下标“y”表示测量的运行回路，Z是测量阻抗，x是当前测量的采样点，而p代表指定时间间隔内的采样点数。

在系统三相振荡期间，在设定的时间内，如果所有运行回路的变化率都比事先设定期之前的变化率更小，并且所有运行回路的变化率都彼此接近，这说明是一个对称故障，反之，如果在设定时间内，一个相对地运行回路的变化率比其它两个相对地运行回路的更小，那么这个相对地回路判为故障回路。

另外，在三相振荡期间，在预设的时间段，如果一个相间回路的变化率比其它两个相间回路的更小，该相间回路将被判为故障回路。

对于系统两相振荡，在设定时间内，如果三个运行回路的变化率都比事先设定期之前的变化率更小，并且所有运行回路的变化率都彼此接近，这说明是一个两相接地故障，相反，如果在规定时间内，某一运行回路的变化率比其它两个更小，该回路判为故障回路。

在本发明的一个优选实施例中，振荡解锁方法可能将变化率最小的回路判为故障回路。

本发明另一方面，提供了一种电力系统中的振荡解锁装置，包含计算装置，用来计算所有运行回路阻抗的变化率；和判定装置，用来根据计算装置得到的变化率判定一个或者多个运行回路是否是故障回路。

根据本发明的一个实施例，系统振荡解锁装置还包含解锁模块，它用于解锁故障回路的被闭锁的距离段。

在本发明的另一优选实施例中，振荡解锁装置还包括检验装置，用于检验系统是否处于振荡状态；以及闭锁装置，用于当检验到系统处于振荡状态时，闭锁可能会产生误动作的一个或者多个距离段。

根据本发明的另一实施例，该振荡解锁装置还包含了一种测量装置，用于测量所有运行回路的阻抗；所有运行回路的阻抗变化率都分别用以下公式计算：D_y(x)＝abs(Z_y(x)-Z_y(x-p))这里，D是变化率，下标“y”表示测量的运行回路，Z是测量阻抗，x是当前测量的采样点，而p代表指定时间间隔内的采样点数。

本发明的系统振荡解锁装置可能将变化率最小的回路判定为故障回路。

进一步，本发明还提供了用于实现上述振荡解锁方法的计算机程序。

另外，包含实现上述系统振荡解锁方法的代码的计算程序产品，也通过至少一种计算机可读取的媒介提供。

上述的内容和特性将在后文中详细论述。应当注意，后文中的详细描述只用于充分解释前文中所述的发明，而不是构成对本发明的限定。

附图说明

本发明的上述特性和优点，结合后续附图中和优选实施例进一步描述和说明，这些附图中，相同的或者对应的技术特征或者部件，将采用相同的附图标记予以说明。

图1A显示了系统振荡中发生故障前后的单相测量的电流和电压；

图1B显示了系统振荡中发生故障前后的单相测量的电流和电压幅值；

图2显示了单纯系统振荡时的测量阻抗；

图3显示了一个系统振荡中发生A相金属性接地故障后20毫秒到100毫秒之间的测量阻抗；

图4示出了根据本发明的一个实施例，距离保护快速振荡解锁方法的处理流程图；

图5示出了本发明的一个实施例中，电力系统中用于距离保护的快速振荡解锁装置的基本结构框图；

图6示出了本发明的另一实施例中，更为详细的距离保护快速振荡解锁方法的处理流程图；

图7显示了个人电脑的典型结构框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本发明的实施例。为了清晰和简明起见，不是所有的实现特征都会详细论述。但是，需要强调的是，在开发实现任何这些产品时，很多产品的实现方式必须去满足开发者特定的目标，比如，按照系统相关和业务相关的约束，这会使得各个实现之间彼此不同。此外，需要强调的是，这样的开发尝试可能是很复杂和耗时的，但是这对于那些从该发明中获得启示，并精通此技术的人员，不过是一个简单而常规的事情。

首先，让我们研究电力系统振荡中发生故障时，故障前后的电流、电压以及阻抗的变化。电力系统振荡中发生故障时，故障前后的测量电流、测量电压以及测量阻抗分别如图1A、图1B、图2以及图3所示。在这个例子里，系统振荡周期是1秒，故障是A-G金属性接地，故障发生在T＝6.1秒。图1A显示的是电力系统振荡中发生故障时，故障前后的A相测量电流和电压。图1B显示的是电力系统振荡中发生故障时，故障前后的A相测量电流和电压的幅值波形。图2显示的是电力系统只发生振荡时的测量阻抗。图3显示的是电力系统振荡中发生A-G金属性接地故障时，故障后20～100毫秒的测量阻抗。

如图1A和1B中所示，如果振荡中没有发生故障，测量电压和电流将呈现周期性地明显变化。所有运行回路(对于三相振荡，有6个回路，包括A-G、B-G、C-G、A-B、B-C、C-A；对于两相振荡，有3个回路，比如对于C相断线，包括A-G、B-G、A-B)对应的测量阻抗都在阻抗平面上振荡。在这种情况下，如果没有预防措施，距离保护的测量阻抗可能进入动作区并引起误动作。

此外，如图2所示，所有运行回路的测量阻抗具有相似的轨迹。因此，如后续表1所示，所有运行回路的变化率大体上是相等的。

这里，变化率表示的是固定时间区间内的阻抗(以向量，数量等形式)变化量。对于系统中所有运行回路的阻抗变化率，都可以用以下公式来计算：D_y(x)＝abs(Z_y(x)-Z_y(x-p))其中，D是变化率，下标“y”表示测量的运行回路，Z是测量阻抗，x是当前测量的采样点，而p代表指定时间间隔内的采样点数。

根据本发明的一个实施例，如表1中范例所描述的，变化率的计算是基于计算当前的和一个周波前的测量阻抗的差值的绝对值，而该变化率的定义可以进一步表达为：D_y(x)＝abs(Z_y(x)-Z_y(x-N))               (1)其中，D、“y”，Z和x的定义分别和前文所述一样，而N是每周波采样点数，而不是指定时间间隔内的p个采样点。即指定时间间隔被设定为一个周波。

以A-G回路为例，上面的变化率定义可以具体表示为：D_A-G(x)＝abs(Z_A-G(x)-Z_A-G(x-N))         (1a)表1 在无故障的振荡情况下测量阻抗的变化率

另一方面，振荡中发生故障之后，故障对应的运行回路的计算阻抗保持在很小的数值，然而其它运行回路的计算阻抗却在很大范围内变化，如图3所示。

在这种情况下，对于三相振荡中的不对称故障，故障相相关回路的测量阻抗的变化率比其它运行回路的要小得多，如后续表2、3、4所示。对于三相振荡中的对称故障，所有运行回路的测量阻抗变化率都类似，它们都比故障前的情况要小得多，如后面的表5所示。表2 振荡中A相金属性接地后的测量阻抗变化率

表3 振荡中BC相金属性接地后的测量阻抗变化率

表4 振荡中CA相间短路后的测量阻抗变化率

表5 振荡中三相金属性短路后的测量阻抗变化率

另外，全面仿真表明，在两相振荡时，对于单相接地故障或者相间故障，故障对应的运行回路的测量阻抗变化率要比其它运行回路小得多，但是对于两相接地故障，所有运行回路的测量阻抗变化率都相似，而且都比故障前的数值小得多。

深入研究表明，上述的现象在弧光故障(至少20欧姆相对地电阻，5欧姆相间电阻)时也同样成立。

根据上述现象，非常明显，振荡中发生故障可以通过测量阻抗的变化率来检测出来，从而可靠判断出故障运行回路。此故障回路选择判据在各种情况下的细节将在后文中详细论述。1)三相振荡中的不对称故障判据(不对称三相判据)

在三相振荡中，如果在一个预设的时间区间里(比如1周波，1.5周波，等等，时间长度可以由保护内部设定或者由用户来整定)，一个相对地回路的变化率一直比其它两个相对地回路的小很多，该回路被判为故障回路。以A相对地回路A-G为例，其动作判据为：D_A-G(x)＜k₁·min(D_B-G(x)，D_C-G(x))           (2)这里k₁可以是一个内部设定数值或者用户整定参数，而这里的“min”函数用于从其参数中获取最小值。

三相振荡中的相间故障和两相对地故障也有类似判据。如果在一个预设的时间区间里(比如1周波、1.5周波等等，时间长度可以由保护内部设定或者由用户来整定，该时间长度可以不同于上述提及的整定时间)，一个相间回路的变化率一直比其它两个相间回路的小很多，该回路被判为故障回路。以A-B相间为例，其动作判据为：D_A-B(x)＜k₁·min(D_B-C(x)，D_C-A(x))         (3)

通常在同一时刻只存在一个回路(1个相对地回路或者1个相间回路)满足上述的判据。但是，如果有两个回路(1个相对地回路和1个相间回路)在同一时间满足上述判据，此时只有具有更小变化率的回路才被认为是满足判据。2)三相振荡中的对称故障判据(对称三相判据)

当三相振荡时，如果在一个预设的时间区间里(比如1周波、1.5周波等等。该时间长度可以是内部设定值或者用户整定参数，而且可以和和前述整定值有所不同)，所有6个运行回路的变化率都保持比其在给定时间T_Sym-3ph(比如3个周波，等等)之前的变化率更小，而且同时，所有运行回路的变化率都彼此接近，那么，这种情况将会被判为对称故障。其动作判据可以表达为： $\left\{\begin{array}{c}{D}_{A-G}\left(x\right)<k_2\&CenterDot;D_{A-G}(x-N_{\mathrm{Sym}-3\mathrm{ph}})\\ D_{B-G}\left(x\right)<k_2\&CenterDot;D_{B-G}(x-N_{\mathrm{Sym}-3\mathrm{ph}})\\ D_{C-G}\left(x\right)<k_2\&CenterDot;D_{C-G}(x-N_{\mathrm{Sym}-3\mathrm{ph}})\\ D_{A-B}\left(x\right)<k_2\&CenterDot;D_{A-B}(x-N_{\mathrm{Sym}-3\mathrm{ph}})\\ D_{B-C}\left(x\right)<k_2\&CenterDot;D_{B-C}(x-N_{\mathrm{Sym}-3\mathrm{ph}})\\ D_{C-A}\left(x\right)<k_2\&CenterDot;D_{C-A}(x-N_{\mathrm{Sym}-3\mathrm{ph}})\\ D_{A-G}\left(x\right)\&ap;D_{B-G}\left(x\right)\&ap;D_{C-G}\left(x\right)\&ap;D_{A-B}\left(x\right)\&ap;D_{B-C}\left(x\right)\&ap;D_{C-A}\left(x\right)\end{array}\right.---\left(4\right)$ 其中，k₂可以是内部整定值或者用户整定参数，而N_Sym-3ph是给定时间T_Sym-3ph内的采样点数。3)两相振荡中单相接地或者相间故障的判据(不对称两相判据)

在两相振荡中，如果在给定时间区间里(比如1周波、1.5周波等。该时间长度可以是内部设定值或者用户整定参数，而且可以和和前述整定值有所不同)，一个运行回路的变化率比其它两个运行回路小得多，该运行回路被判为故障回路。该判据针对两相振荡中的单相接地故障和相间故障。以A-G运行回路为例，该动作判据为：D_A-G(x)＜k₃·min(D_B-G(x)，D_A-B(x))        (5)其中，k₃可以是内部整定值或者用户整定参数，而这里的“min”函数用于从其参数中获取最小值。4)两相振荡中的两相接地故障判据(对称两相判据)

在两相振荡中，如果在一个预设的时间区间里(比如1周波、1.5周波等等。该时间长度可以是内部设定值或者用户整定参数，而且可以和和前述整定值有所不同)，所有三个运行回路的变化率都保持比其在给定时间T_Sym-2ph(比如3个周波，等等)之前的变化率更小，而且同时，所有运行回路的变化率都彼此接近，那么，这种情况将会被判为两相对地故障。其动作判据可以表达为： $\left\{\begin{array}{c}{D}_{A-G}\left(x\right)<k_4\&CenterDot;D_{A-G}(x-N_{\mathrm{sym}-2\mathrm{ph}})\\ D_{B-G}\left(x\right)<k_4\&CenterDot;D_{B-G}(x-N_{\mathrm{sym}-2\mathrm{ph}})\\ D_{A-B}\left(x\right)<k_4\&CenterDot;D_{A-B}(x-N_{\mathrm{sym}-2\mathrm{ph}})\\ D_{A-G}\left(x\right)\&ap;D_{B-G}\left(x\right)\&ap;D_{A-B}\left(x\right)\end{array}\right.---\left(6\right)$ 这里k₄可以是内部整定值或者用户整定参数，而N_Sym-2ph是给定时间T_Sym-2ph内的采样点数。

大量的EMTDC仿真已经表明，当参数k₁＝k₃＝0.3而参数k₂＝k₄＝0.1时，可以保证本发明提出的动作算法的可靠性。

接下来，基于上述原理的距离保护快速振荡解锁方法和装置将被详细论述，它能够确保距离保护在振荡(三相或者两相振荡)中发生故障时快速分相跳闸。

图4是根据本发明一个实施例的距离保护快速振荡解锁方法的处理流程图。

如图4中所示，本发明所述距离保护快速振荡解锁方法的处理流程从步骤S401开始，这里无论系统是否处于振荡状态都要被检测。如果不是处于振荡状态，就跳转到步骤S413去解锁所有被闭锁的距离段，然后返回到起点，即步骤S401。

如果步骤S401检测到系统处于振荡状态，将转到步骤S403去闭锁所有可能误动的距离段。然后，在步骤S405中，系统中所有运行回路的阻抗都将被分别测量。其后，在步骤S407中，所有运行回路的阻抗变化率，都要按照上述的变化率定义分别进行计算。

接下来，在步骤S409中，按照上述的判据，将根据步骤S407中的阻抗变化率计算结果来判断是否存在故障回路。一旦发现有故障回路，处理流程将进行到步骤S411，故障回路的被闭锁的距离段将解锁。否则，如果没有故障回路，处理流程将返回到起点，比如步骤S401。

图5给出了一个范例框图，它示出了本发明的一个实施例的电力系统距离保护快速振荡解锁装置的基本结构。

如图5所示，本发明正文所述电力系统距离保护快速振荡解锁装置包括一个检查模块501，一个闭锁模块503，一个测量模块505，一个计算模块507，一个判断模块509，一个解锁模块511和一个无振荡解锁模块513。

该检查模块510被设计用来检查系统是否处于振荡状态。如果系统处于非振荡状态，该检验模块501将通知非振荡解锁模块513去解锁所有被闭锁的距离段，并且继续保持检查系统的振荡状态。

如果该检查模块501判出系统是处于振荡状态，它将通知闭锁元件503去闭锁可能在振荡中误动的距离段。

在系统振荡情况下，测量元件505测量系统中所有运行回路的阻抗，而计算元件507按照上述公式(1)中的定义，来计算所有运行回路阻抗的变化率。

在计算了所有运行回路的阻抗后，根据上述判据，判断元件509将根据计算元件507所得到的变化率来判断是否存在故障回路。如果存在故障回路，解锁元件511将解锁故障回路的被闭锁的距离段。否则，判断元件509将通知检查元件501进一步检查系统的振荡情况。

图6显示了本发明正文所述的电力系统距离保护快速振荡解锁方法的更为详细的流程框图。

如图6所示，按照本发明所述，快速振荡解锁方法的处理流程从步骤S001开始，其检查系统是否处于振荡状态。如果不是，就转到步骤S003去解锁所有被闭锁的距离段，然后再返回到流程起点。

如果系统处于振荡状态，就转到步骤S002去闭锁所有可能误动的距离段。然后在步骤S004中，得到是否系统处于单相开路的状态。如果系统不是处于单相开路状态，然后就转到步骤S101，按照上述提及的公式(1)去计算所有6个回路(回路A-G、B-G、C-G、A-B、B-C和C-A)的变化率，然后转到步骤S102。如果系统处于单相开路的状态，就转到步骤S201，按照上述提及的公式(1)去计算余下3个运行回路(比如，如果C相开路，回路A-G、B-G和A-B)的变化率，然后再到步骤S202。

在步骤S101之后，转到步骤S102去检查是否满足对称三相判据。如果结果是“是”，就转到步骤S103去设置该采样点对应的对称三相标识为1，然后转到步骤S105；否则，转到步骤S104去设置该采样点对应的对称三相标识为0，然后转到步骤S105。在步骤S105中，设置该采样点对应的所有6个运行回路的故障标识为0。然后在步骤S106中，检查所有6个回路看是否有回路满足不对称三相判据。如果回路R满足不对称三相判据(回路R可以是A-G、B-G、C-G、A-B、B-C和C-A中的任何一个)，就转到步骤S107，并设置该采样点对应的回路R的故障标识为1，然后再转到步骤S108。如果没有回路能够满足不对称三相判据，就直接转到步骤S108.在步骤S108中，检查在设定时间区间(比如1周波)内所有对称三相判据标识是否是1。如果结果是“是”，那判为发生对称故障，并且所有运行回路中的所有被闭锁的距离段都将在步骤S111中被解锁。如果步骤S108的结果是“否”，那就转到步骤S109去检查在预设的时间区间(比如1周波)内，是否有哪个回路的所有故障标识被设置为1。如果结果是“是”，那么判为不对称故障发生，而且被选为故障回路的所有被闭锁的距离段都将在步骤S110中解锁。如果步骤S109的结果是“否”，那么返回到流程的起点。

对于单相开路情况下的系统振荡(两相振荡)，处理流程和上面针对三相振荡的情况类似。在步骤S201之后，转到步骤S202去检查是否满足对称两相判据(针对两相接地故障)。如果结果是“是”，就转到步骤S203去设定该采样点的对称两相标识为1，然后再转到步骤S205；否则，转到步骤204去设置该采样点的对称两相标识为0，然后再转到步骤S205。在步骤S205中，设置该采样点对应的3个运行回路的故障标识为0。然后在步骤S206中，检查所有这3个运行回路看是否有哪个回路满足不对称两相判据。如果回路R满足不对称两相判据(回路R可以是任意一个运行回路。比如，如果C相开路，可以是回路A-G、B-G、和A-B)，然后转到步骤S207，并且设定该采样点的运行回路R的故障标识为1，然后转到步骤S208。如果没有任何回路满足不对称两相判据，就直接转到步骤S208。在步骤S208中，检查在给定的时间范围(比如1周波)内是否所有对称两相标识设置为1。如果结果是“是”，那么判为两相接地故障，而所有三个运行回路的所有距离段都要在步骤S211中被解锁。如果步骤S208的结果是“否”，就转到步骤S209去检查是否有回路的故障标识在预设的时间范围(比如1周波)内都设置为1。如果结果是“是”，那么判为单相接地故障或者相间故障，而且所有被选为故障回路的被闭锁的距离段都将在步骤S210中被解锁。如果步骤S209的结果是“否”，就返回处理流程的起始点。

从上面的描述可以看到，本发明能够检测到振荡中的故障并且选出故障回路。它可以在故障发生后120毫秒之内动作，而且对于大多数金属性故障，其动作时间大约在60毫秒。

另外，本发明既适用于三相振荡，也适用于两相振荡，并且不受振荡周期(比如0.1～5秒)长短和故障时刻功角的影响。

通过本发明，距离保护在系统振荡期间的性能将得到了改善。距离保护能够确保快速分相动作，这对于系统的可靠性是非常有益的。

另外，需要注意的是，上述处理流程和装置还可以通过软件和/或硬件来实现。在通过软件和/或硬件实现它们时，程序软件可以被装到附带特定硬件的计算机中，比如，图7所示的通用个人计算机700的存储媒介或者网络，而且该计算机能够安装不同的程序以实现不同的功能。

在图7中，一个中央处理单元(CPU)701基于存储在只读内存(ROM)702中的程序，或者是由存储部件708装载到随机内存(RAM)703中的程序，执行不同的处理流程。在RAM 703中，CPU 701执行不同的处理流程时所必需的数据，将按照需要来存储。

CPU 701、ROM 702以及RAM 703通过总线704相互连接。而输入输出接口705也连接到该总线704上。

被连接到输入输出接口705的包括：输入部分706包括键盘、鼠标、或者类似物；输出部分707包括显示器比如阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器(LCD)，或者类似物，还有喇叭或者类似物；存储部分708包括硬盘或者类似物；通信部分709通过网络(比如因特网)来完成通信过程。

驱动器710在需要时，也将被连接到输入输出接口705上。可移动式媒介711，比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体内存或者类似物，将在需要的时候，通过驱动器710加载，这样在需要时，电脑程序可以从这里读取并安装到存储部分708中。

在该例中，上述一系列处理流程是通过软件实现的，组成该软件的程序可以通过例如因特网这样的网络，或者例如可移动式媒介711这样的存储媒体来安装。

应该意识到，本发明中的技术，存储介质不局限于图17所示的存储程序的移动式介质711，在提交程序给用户时，它可以和设备分开发送。可移动式媒介711的实例可以包括磁盘(包括软盘(注册商标))，光盘(包括CD-ROM和DVD)，磁光盘(包括迷你盘MD(注册商标))，和半导体内存。或者，该存储媒介也可以是ROM 702，该硬盘包含于存储部分708中，或者类似的，程序软件包含于其中，并且和包含这些程序的装置一起发送给用户。

此外，需要注意，为了避免因为不必要的细节而让本发明晦涩不清，图例仅仅显示了本发明解决方案有密切关系的装置的结构和/或处理流程步骤，其它和本发明关系不大的细节都省略了。

最后，需要指出，在本发明中，有关的术语比如左和右，第一和第二，以及相似等的实用仅仅是为了让一个实体和动作区别于另外一个实体和动作，而无需也非暗示这些实体和动作之间的任何实际关系或者次序。另外，术语“包含”、“包括”、“含有”或者任何其它类似变体，被用于说明这些非独占的包含过程、方法或者对象，对于装置，其包括一系列部件，但是并不是仅仅包括这些部件，它也可能还包括其他并未在本发明中明确指出的部件。元器件前所冠的一个并不是具体数量的限定，也不排除还包括其他元器件、步骤或者处理程序，因此这些都不能视为对本发明的具体限定。

尽管通过具体实施例结合附图描述了本发明的原理，熟悉本领域技术的人员清楚，这些实施例仅仅为了详细的说明本发明，本发明不应局限于以上实施例所公开的内容，在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，可作各种替换、变化和润饰，本发明的保护范围以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种电力系统中的振荡解锁方法，包括：

计算电力系统中所有运行回路的阻抗变化率；以及

根据计算出的变化率判断出一个或者多个故障回路。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：为故障回路解锁被闭锁的距离段。

3.根据权利要求1或2所述的方法，在计算变化率之前，还包括：

检查系统是否处于振荡状态；以及

如果检查到系统处于振荡状态时，闭锁可能会产生误操作的距离段。

4.根据前述任意一项权利要求所述的方法，进一步还包括步骤：

测量电力系统中所有运行回路的阻抗；

并对电力系统中所有运行回路的阻抗变化率分别用下列公式进行计算：

D_y(x)＝abs(Z_y(x)-Z_y(x-p))

式中，D是变化率，下标“y”表示测量的运行回路，Z是测量阻抗，x是当前测量的采样点，而p代表指定时间间隔内的采样点数。

5.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中，在系统三相振荡期间，根据此变化率判断故障回路的步骤中，在预设的时间内，如果所有运行回路的变化率都比事先设定期之前的变化率更小，并且所有运行回路的变化率都彼此接近，则确定为一个对称故障。

6.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：在系统三相振荡期间，根据此变化率判断故障回路的步骤中，在预设的时间内，如果一个相对地运行回路的变化率比其它两个相对地运行回路的更小，那么变化率更小的这个相对地回路判为故障回路。

7.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：在系统三相振荡期间，根据此变化率判断故障回路的步骤中，在预设的时间内，如果一个相间回路的变化率比其它两个相间回路的更小，该变化率更小的相间回路将被判为故障回路。

8.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中，在系统两相振荡期间，根据此变化率判断故障回路的步骤中，在预设的时间内，如果全部3个运行回路的变化率都比事先设定期之前的变化率更小，并且所有运行回路的变化率都彼此接近，则确定为一个两相接地故障。

9.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：在系统两相振荡期间，根据此变化率判断故障回路的步骤中，在预设的时间内，如果一个运行回路的变化率比其它两个运行回路的更小，那么变化率更小的这个运行回路判为故障回路。

10.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：根据此变化率判断故障回路的步骤中，变化率最小的运行回路被判定为故障回路。

11.一种电力系统中的振荡解锁装置，包含

计算装置，用来计算所有运行回路阻抗的变化率；和

判定装置，用来根据计算装置得到的变化率判定一个或者多个运行回路是否是故障回路。

12.根据权利要求11所述的装置，还包含解锁模块，用于解锁故障回路的被闭锁的距离段。

13.根据权利要求11或12所述的装置，进一步包括：

检验装置，用于检验系统是否处于振荡状态；以及

闭锁装置，用于当检验到系统处于振荡状态时，闭锁可能会产生误动作的一个或者多个距离段。

14.根据权利要求11-13任意一项所述的装置，进一步包括：

测量装置，用于测量所有运行回路的阻抗；并且

所有运行回路的阻抗变化率由计算装置分别用以下公式计算：

D_y(x)＝abs(Z_y(x)-Z_y(x-p))

这里，D是变化率，下标“y”表示测量的运行回路，Z是测量阻抗，x是当前测量的采样点，而p代表指定时间间隔内的采样点数。

15.一种可直接加载到计算机内存的计算机程序，包括计算机编码部分，用于当程序在计算机上运行时，控制如权利要求1-10任意一项所述的步骤。

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