CN106374442A - 一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法，包括如下步骤：采集保护安装处电压电流以及串联设备两端电压降，实时计算串联设备等效阻抗；根据等效阻抗精确补偿距离保护整定阻抗；计算工作电压和极化电压，构造距离继电器。此种补偿方法可实时计算串联设备的等效阻抗，对距离保护进行精确补偿。

Description

一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法。

背景技术

输电线路安装串联设备是提高系统稳定运行的重要措施。串联设备改变了线路的首末端电势特征，从而进一步改变了系统中的电势相位及幅值分布，对于整个区域的潮流分布起到调节作用。

尽管输电线路安装串联设备具有明显的经济效益，但串联设备的存在破坏了传输线路阻抗的均匀性，给线路保护尤其是距离保护的设计带来了很大的困难。当串联设备表现为容性时，距离保护的测量阻抗被减小，按常规整定的快速距离保护可能超越。当串联设备表现为感性时，距离保护的测量阻抗被放大，实际的保护范围缩小。

所以需要对常规距离保护进行改进，使其适用于安装串联设备的输电线路。

中国专利申请号200910034668.7，公开日2011年12月14日，发明的名称为结合比相继电器的串联电容补偿线路距离保护方法，该专利公开了一种结合比相继电器的串联电容补偿线路距离保护方法，其不足之处是只适用于串联设备为容性串联设备的输电线路。

中国专利申请号201610309848.1，公开日2016年8月3日，发明的名称为含UPFC的输电线路快速距离保护方法与装置，该专利公开了一种含UPFC的输电线路快速距离保护方法，在系统发生故障时，计算故障补偿电压计及正常运行时计算的UPFC最大等效阻抗。其不足之处是，UPFC的最大等效阻抗不是精确的等效阻抗，而且正常运行时UPFC的等效阻抗并不严格等于系统故障时的UPFC的等效阻抗。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法，其可实时计算串联设备的等效阻抗，对距离保护进行精确补偿。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法，包括如下步骤：

步骤1，实时计算串联设备等效阻抗；

步骤2，根据等效阻抗精确补偿距离保护整定阻抗；

步骤3，计算工作电压和极化电压，构造距离继电器。

上述步骤1中，对于接地距离继电器，串联设备相等效阻抗Z_Cφ的计算公式是：

$Z_{C\mathrm{\φ}}=\frac{U_{C\mathrm{\φ}}}{I_{\mathrm{\φ}}+K\×3I_0}$

其中，U_Cφ为串联设备相两端电压降，I_φ为保护安装处相电流，I₀为保护安装处零序电流，K为零序补偿系数。

上述步骤1中，对于相间距离继电器，串联设备相间等效阻抗Z_Cφφ的计算公式是：

$Z_{C\mathrm{\φ}\mathrm{\φ}}=\frac{U_{C\mathrm{\φ}\mathrm{\φ}}}{I_{\mathrm{\φ}\mathrm{\φ}}}$

其中，U_Cφφ为串联设备相间两端电压降，I_φφ为保护安装处相间电流。

上述步骤2中，对于接地距离继电器，采用如下公式精确补偿距离保护整定阻抗：

Z_ZDφ'＝Z_ZDφ+Z_Cφ

其中，Z_ZDφ、Z_ZDφ'分别为补偿前、后的相整定阻抗，Z_Cφ为串联设备相等效阻抗。

上述步骤2中，对于相间距离继电器，采用如下公式精确补偿距离保护整定阻抗：

Z_ZDφφ'＝Z_ZDφφ+Z_Cφφ

其中，Z_ZDφφ、Z_ZDφφ'分别为补偿前、后的相间整定阻抗，Z_Cφφ为串联设备相间等效阻抗。

上述步骤3中，对于接地距离继电器，

工作电压

极化电压U_Pφ＝-U_1φ

其中，U_φ为保护安装处相电压，Z_ZDφ、Z_ZDφ'分别为补偿前、后的相整定阻抗，U_Cφ为串联设备相两端电压降，U_1φ为保护安装处相正序电压。

上述步骤3中，对于相间距离继电器，

工作电压

极化电压U_Pφφ＝-U_1φφ

其中，U_φφ为保护安装处相间电压，Z_ZDφφ、Z_ZDφφ'分别为补偿前、后的相间整定阻抗，U_Cφφ为串联设备相间两端电压降，U_1φφ为保护安装处相间正序电压。

采用上述方案后，本发明根据串联设备两端电压降和保护电流实时计算串联设备的等效阻抗，并利用计算的等效阻抗精确补偿距离保护整定阻抗，最后再在常规距离保护的基础上构造距离继电器。本发明克服了串联设备对线路距离保护的影响，保证了距离保护的实际保护范围即为整定的保护范围，提高了距离保护的可靠性和灵敏性。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法，包括如下步骤：

步骤1，采集保护安装处电压电流以及串联设备两端电压降，实时计算串联设备等效阻抗；

对于接地距离继电器，串联设备相等效阻抗Z_Cφ的计算公式是：

$Z_{C\mathrm{\φ}}=\frac{U_{C\mathrm{\φ}}}{I_{\mathrm{\φ}}+K\×3I_0}$

其中，U_Cφ为串联设备相两端电压降，I_φ为保护安装处相电流，I₀为保护安装处零序电流，K为零序补偿系数。

对于相间距离继电器，串联设备相间等效阻抗Z_Cφφ的计算公式是：

$Z_{C\mathrm{\φ}\mathrm{\φ}}=\frac{U_{C\mathrm{\φ}\mathrm{\φ}}}{I_{\mathrm{\φ}\mathrm{\φ}}}$

其中，U_Cφφ为串联设备相间两端电压降，I_φφ为保护安装处相间电流。

步骤2，利用前述等效阻抗精确补偿距离保护整定阻抗；

对于接地距离继电器，采用如下公式：

Z_ZDφ'＝Z_ZDφ+Z_Cφ

其中，Z_ZDφ、Z_ZDφ'分别为补偿前、后的相整定阻抗,Z_Cφ为串联设备相等效阻抗。

对于相间距离继电器，采用如下公式：

Z_ZDφφ'＝Z_ZDφφ+Z_Cφφ

其中，Z_ZDφφ、Z_ZDφφ'分别为补偿前、后的相间整定阻抗,Z_Cφφ为串联设备相间等效阻抗。

步骤3，构造距离继电器；

对于接地距离继电器：

工作电压

极化电压U_Pφ＝-U_1φ

其中，U_φ为保护安装处相电压，U_1φ为保护安装处相正序电压。

对于相间距离继电器：

工作电压

极化电压U_Pφφ＝-U_1φφ

其中，U_φφ为保护安装处相间电压，U_1φφ为保护安装处相间正序电压。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，实时计算串联设备等效阻抗；

步骤2，根据等效阻抗精确补偿距离保护整定阻抗；

步骤3，计算工作电压和极化电压，构造距离继电器。

2.如权利要求1所述的一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法，其特征在于：所述步骤1中，对于接地距离继电器，串联设备相等效阻抗Z_Cφ的计算公式是：

$Z_{C\mathrm{\φ}}=\frac{U_{C\mathrm{\φ}}}{I_{\mathrm{\φ}}+K\×3I_0}$

其中，U_Cφ为串联设备相两端电压降，I_φ为保护安装处相电流，I₀为保护安装处零序电流，K为零序补偿系数。

3.如权利要求1所述的一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法，其特征在于：所述步骤1中，对于相间距离继电器，串联设备相间等效阻抗Z_Cφφ的计算公式是：

$Z_{C\mathrm{\φ}\mathrm{\φ}}=\frac{U_{C\mathrm{\φ}\mathrm{\φ}}}{I_{\mathrm{\φ}\mathrm{\φ}}}$

其中，U_Cφφ为串联设备相间两端电压降，I_φφ为保护安装处相间电流。

4.如权利要求1所述的一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法，其特征在于：所述步骤2中，对于接地距离继电器，采用如下公式精确补偿距离保护整定阻抗：

Z_ZDφ'＝Z_ZDφ+Z_Cφ

其中，Z_ZDφ、Z_ZDφ'分别为补偿前、后的相整定阻抗，Z_Cφ为串联设备相等效阻抗。

5.如权利要求1所述的一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法，其特征在于：所述步骤2中，对于相间距离继电器，采用如下公式精确补偿距离保护整定阻抗：

Z_ZDφφ'＝Z_ZDφφ+Z_Cφφ

其中，Z_ZDφφ、Z_ZDφφ'分别为补偿前、后的相间整定阻抗，Z_Cφφ为串联设备相间等效阻抗。

6.如权利要求1所述的一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法，其特征在于：所述步骤3中，对于接地距离继电器，

工作电压

极化电压U_Pφ＝-U_1φ

其中，U_φ为保护安装处相电压，Z_ZDφ、Z_ZDφ'分别为补偿前、后的相整定阻抗，U_Cφ为串联设备相两端电压降，U_1φ为保护安装处相正序电压。

7.如权利要求1所述的一种安装串联设备线路的距离保护精确补偿方法，其特征在于：所述步骤3中，对于相间距离继电器，

工作电压

极化电压U_Pφφ＝-U_1φφ

其中，U_φφ为保护安装处相间电压，Z_ZDφφ、Z_ZDφφ'分别为补偿前、后的相间整定阻抗，U_Cφφ为串联设备相间两端电压降，U_1φφ为保护安装处相间正序电压。