CN104283196B - 一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，所述方法用于输电线路中，所述方法包括以下步骤：分别确定输电线路正常运行情况和其相间故障下的保护安装处的相间电压余弦分量；确定高限系数B的选取原则；确定高限系数B的选取范围；校验高限系数B的可靠性和灵敏性。本发明可以保证相间故障时的灵敏度和过负荷时的可靠性。高限系数的选取及校验由输电线路装置内部实现，无需外部整定。
Description
技术领域：
本发明涉及一种确定高限系数的方法，具体讲涉及一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法。
背景技术：
电力系统输电中，处于过负荷状态的输电线路，保护安装处的测量阻抗可能进入距离保护III段动作区，造成保护误动作，导致事故范围扩大，严重情况下会引起大面积停电事故。目前距离保护应对过负荷的措施一般是基于阻抗平面分析，而人为设定负荷限制线无法解决严重过负荷情况下的距离保护误动作，同时负荷限制线也影响距离保护的耐过渡电阻能力。与阻抗平面相比，电压平面上的过负荷反应为功角，通过保护安装处电压余弦分量可以表示功角的大小，故障情况下，保护安装处电压余弦分量反应过渡电阻的大小，利用电压余弦分量可以识别线路过负荷与故障。
利用线电压余弦分量识别过负荷与相间故障的判据为其中定值B作为区分过负荷与相间故障的重要参数，如何选取B，对于判据的性能具有重要意义，专利号为ZL2009102730652的发明专利披露了按照小于事故性过负荷情况下最小的标幺值进行整定的方法，其中取值范围0.3～0.6，但在事故性过负荷情况下最小的标幺值无法定性衡量，取值范围较大。因此需要提供一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的技术方案，以解决现有技术存在的问题。
发明内容：
本发明的目的是提供一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，该方法保证相间故障时的灵敏度和过负荷时的可靠性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，所述方法用于输电线路中，所述方法包括以下步骤：
(1)分别确定输电线路正常运行情况和其相间故障下的保护安装处的相间电压余弦分量；
(2)确定高限系数B的选取原则；
(3)确定高限系数B的选取范围；
(4)校验高限系数B的可靠性和灵敏性。
本发明提供的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，所述步骤(1)的所述正常运行情况包括过负荷情况；当在所述正常运行情况下时，所述保护安装处相间电压余弦分量大于0.707倍的本侧电源线电势。
本发明提供的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，当在所述步骤(1)输电线路相间故障时，所述保护安装处相间电压余弦分量小于0.05倍的本侧电源线电势。
本发明提供的另一优选的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，所述相间故障与所述过负荷的识别判据如下式所示：
其中，A为判据的低限系数，Uij为保护安装处的相间电压，为保护安装处相间电压Uij和相间电流Iij的夹角，B为高限系数。
本发明提供的再一优选的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，所述步骤(2)中的选取原则为：在保证过负荷情况时，所述判据的可靠系数大于1；保证相间故障情况时，所述判据的灵敏系数大于8。
本发明提供的又一优选的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，
所述可靠系数＝过负荷的相间电压余弦分量/B；
所述灵敏系数＝B/相间故障的相间电压余弦分量。
本发明提供的又一优选的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，最小的所述可靠系数＝0.707/B；最小的所述灵敏系数＝B/0.05。
本发明提供的又一优选的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，所述步骤(3)中的选择范围为：所述过负荷的相间电压余弦分量/B>1且B/相间故障的相间电压余弦分量>8；故最小可靠系数对应高限系数B<0.707；所述最小灵敏系数对应高限系数B>0.4；0.707>B>0.4。
本发明提供的又一优选的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，在正常运行情况下，所述步骤(4)中的可靠性根据实测保护安装处的相间电压余弦分量B’校验；所述可靠系数计算公式为＝B’/B，所述可靠系数大于1；
当可靠系数小于1时，减小所述高限系数B，同时利用0.05校验灵敏度。
本发明提供的又一优选的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，当输电线路相间故障时，所述步骤(4)中的灵敏性根据实测保护安装处的相间电压余弦分量B”校验，灵敏系数计算公式为＝B/B”。
本发明提供的又一优选的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，所述高限系数的选取及校验由输电线路保护装置的内部实现，无需外部整定。
和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
1、本发明提供了基于电压平面相间故障与过负荷识别判据高限系数可靠性校验法；
2、本发明提供了基于电压平面相间故障与过负荷识别判据高限系数灵敏度校验法；
3、本发明提供了基于电压平面相间故障与过负荷识别判据高限系数整定法；
4、本发明可以保证相间故障时的灵敏度和过负荷时的可靠性；
5、本发明的高限系数的选取及校验由装置内部实现，无需外部整定；
6、本发明能够同时兼顾过负荷时判据的可靠性及故障时判据的灵敏性。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本例的发明一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，所述方法用于输电线路中，所述方法包括以下步骤：
(1)分别确定输电线路正常运行情况和输电线路相间故障下的保护安装处的相间电压余弦分量；
(2)确定高限系数B的选取原则；
(3)确定高限系数B的选取范围；
(4)校验高限系数B的可靠性和灵敏性。
所述步骤(1)中输电线路正常运行情况包括过负荷情况；当在所述正常运行情况下，所述保护安装处相间电压余弦分量大于0.707倍的本侧电源线电势。
当在所述步骤(1)输电线路相间故障时，所述保护安装处相间电压余弦分量小于0.05倍的本侧电源线电势。
所述相间故障与所述过负荷的识别判据为：
其中，A为判据的低限系数，Uij为保护安装处的相间电压，为保护安装处相间电压Uij和相间电流Iij的夹角，B为高限系数。
所述步骤(2)中的选取原则为：在保证过负荷情况时，所述判据的可靠系数大于1；在保证相间故障情况时，所述判据的灵敏系数大于8。
所述可靠系数为：
可靠系数＝过负荷的相间电压余弦分量/B；
所述灵敏系数为：
灵敏系数＝B/相间故障的相间电压余弦分量。
所述最小可靠系数＝0.707/B；最小灵敏系数＝B/0.05。
所述步骤(3)中的选择范围为：所述过负荷的相间电压余弦分量/B>1且B/相间故障的相间电压余弦分量>8；故最小可靠系数对应高限系数B<0.707；所述最小灵敏系数对应高限系数B>0.4；0.707>B>0.4。
在正常运行情况下，所述步骤(4)中的可靠性根据实测保护安装处的相间电压余弦分量B’校验；所述可靠系数计算公式为＝B’/B，所述可靠系数大于1；
当可靠系数小于1时，减小所述高限系数B，同时利用0.05校验灵敏度。
在线路相间故障时，所述步骤(4)中的灵敏性根据实测保护安装处的相间电压余弦分量B”校验，灵敏系数计算公式为＝B/B”。
所述高限系数的选取及校验由输电线路保护装置的内部实现，无需外部整定。
(1)根据线路相间故障最小灵敏系数对应高限系数B>0.4；过负荷最小可靠系数对应高限系数B<0.707；高限系数应满足0.707>B>0.4，例如选择B＝0.5；
(2)高限系数B的最小灵敏度为0.5/0.05＝10；最小可靠系数为0.707/0.5＝1.414，满足高限系数选取原则。
(3)若实际运行时B’＝0.9，高限系数B的可靠系数为0.9/0.5＝1.8，满足过负荷相间电压余弦分量/B>1。
(4)若相间故障时B”＝0.04，高限系数B的灵敏系数为0.5/0.04＝12.5，满足B/相间故障的相间电压余弦分量>8。
实施方式2：
(1)根据线路相间故障最小灵敏系数对应高限系数B>0.4；过负荷最小可靠系数对应高限系数B<0.707；高限系数应满足0.707>B>0.4，例如选择B＝0.6；
(2)高限系数B的最小灵敏度为0.6/0.05＝12；最小可靠系数为0.707/0.6＝1.18，满足高限系数选取原则。
(3)若实际运行时B’＝0.9，高限系数B的可靠系数为0.9/0.6＝1.5，满足过负荷相间电压余弦分量/B>1。
(4)若相间故障时B”＝0.04，高限系数B的灵敏系数为0.6/0.04＝15，满足B/相间故障的相间电压余弦分量>8。
实施方式3：
(1)根据线路相间故障最小灵敏系数对应高限系数B>0.4；过负荷最小可靠系数对应高限系数B<0.707；高限系数应满足0.707>B>0.4，例如选择B＝0.45；
(2)高限系数B的最小灵敏度为0.45/0.05＝9；最小可靠系数为0.707/0.45＝1.57，满足高限系数选取原则。
(3)若实际运行时B’＝0.9，高限系数B的可靠系数为0.9/0.45＝2，满足过负荷相间电压余弦分量/B>1。
(4)若相间故障时B”＝0.04，高限系数B的灵敏系数为0.45/0.04＝11.25，满足B/相间故障的相间电压余弦分量>8。
实施方式4：
(1)根据线路相间故障最小灵敏系数对应高限系数B>0.4；过负荷最小可靠系数对应高限系数B<0.707；高限系数应满足0.707>B>0.4，例如选择B＝0.61；
(2)高限系数B的最小灵敏度为0.61/0.05＝12.2；最小可靠系数为0.707/0.61＝1.16，满足高限系数选取原则。
(3)若实际运行时B’＝0.9，高限系数B的可靠系数为0.9/0.61＝1.48，满足过负荷相间电压余弦分量/B>1。
(4)若相间故障时B”＝0.04，高限系数B的灵敏系数为0.61/0.04＝15.25，满足B/相间故障的相间电压余弦分量>8。
实施方式5：
(1)根据线路相间故障最小灵敏系数对应高限系数B>0.4；过负荷最小可靠系数对应高限系数B<0.707；高限系数应满足0.707>B>0.4，例如选择B＝0.7；
(2)高限系数B的最小灵敏度为0.7/0.05＝14；最小可靠系数为0.707/0.7＝1.01，满足高限系数选取原则。
(3)若实际运行时B’＝0.9，高限系数B的可靠系数为0.9/0.7＝1.29，满足过负荷相间电压余弦分量/B>1。
(4)若相间故障时B”＝0.04，高限系数B的灵敏系数为0.7/0.04＝17.5，满足B/相间故障的相间电压余弦分量>8。
实施方式6：
(1)根据线路相间故障最小灵敏系数对应高限系数B>0.4；过负荷最小可靠系数对应高限系数B<0.707；高限系数应满足0.707>B>0.4，例如选择B＝0.706；
(2)高限系数B的最小灵敏度为0.706/0.05＝14.12；最小可靠系数为0.707/0.706＝1.001，满足高限系数选取原则。
(3)若实际运行时B’＝0.9，高限系数B的可靠系数为0.9/0.707＝1.27，满足过负荷相间电压余弦分量/B>1。
(4)若相间故障时B”＝0.04，高限系数B的灵敏系数为0.706/0.04＝17.65，满足B/相间故障的相间电压余弦分量>8。
本发明申请根据相间故障时相间过渡电阻上弧光电压小于5％电源电压及过负荷时线电压余弦分量大于0.707pu的特征，从过负荷时判据的可靠性及相间故障时判据的灵敏性两个方面，提出了基于电压平面相间故障与过负荷识别判据的高限系数B整定方法，该定值由装置内部实现，且能够同时兼顾过负荷时判据的可靠性及故障时判据的灵敏性。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，所述方法用于输电线路中，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)分别确定输电线路正常运行情况和其相间故障下的保护安装处的相间电压余弦分量；
(2)确定高限系数B的选取原则；
(3)确定高限系数B的选取范围；
(4)校验高限系数B的可靠性和灵敏性；
所述步骤(1)的所述正常运行情况包括过负荷情况；当在所述正常运行情况下时，所述保护安装处相间电压余弦分量大于0.707倍的本侧电源线电势；
当在所述步骤(1)输电线路相间故障时，所述保护安装处相间电压余弦分量小于0.05倍的本侧电源线电势；
所述相间故障与所述过负荷的识别判据如下式所示：
其中，A为判据的低限系数，Uij为保护安装处的相间电压，为保护安装处相间电压Uij和相间电流Iij的夹角，B为高限系数；
所述步骤(2)中的选取原则为：在保证过负荷情况时，所述判据的可靠系数大于1；保证相间故障情况时，所述判据的灵敏系数大于8；
所述可靠系数＝过负荷的相间电压余弦分量/B；
所述灵敏系数＝B/相间故障的相间电压余弦分量。
2.如权利要求1所述的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，其特征在于：最小的所述可靠系数＝0.707/B；最小的所述灵敏系数＝B/0.05。
3.如权利要求2所述的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的选择范围为：所述过负荷的相间电压余弦分量/B>1且B/相间故障的相间电压余弦分量>8；故最小可靠系数对应高限系数B<0.707；所述最小灵敏系数对应高限系数B>0.4；0.707>B>0.4。
4.如权利要求3所述的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，其特征在于：在正常运行情况下，所述步骤(4)中的可靠性根据实测保护安装处的相间电压余弦分量B’校验；所述可靠系数计算公式为＝B’/B，所述可靠系数大于1；
当可靠系数小于1时，减小所述高限系数B，同时利用0.05校验灵敏性。
5.如权利要求4所述的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，其特征在于：当输电线路相间故障时，所述步骤(4)中的灵敏性根据实测保护安装处的相间电压余弦分量B”校验，灵敏系数计算公式为＝B/B”。
6.如权利要求1-5任意一项所述的一种确定过负荷与相间故障识别判据高限系数的方法，其特征在于：所述高限系数的选取及校验由输电线路保护装置的内部实现，无需外部整定。
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