CN110061481A - 一种零序方向保护方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种零序方向保护方法及装置，满足以下动作判据中的至少一个时，控制零序保护装置动作；否则，不动作：取中性点零序电流做参考方向，测量线路零序电流的方向，当线路零序电流与中性点零序电流比值的辐角满足[90°，270°]；中性点零序电流与线路零序电流之差的绝对值大于等于中性点零序电流与线路零序电流之和的绝对值。本公开解决了零序方向继电器电压死区问题，有很高灵敏度和很高可靠性。

Description

一种零序方向保护方法及装置

技术领域

本公开涉及一种零序方向保护方法及装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

零序方向保护在电力系统继电保护领域有广泛应用。在线路保护中，通常使用零序方向继电器，零序方向继电器的零序电流取自线路电流互感器，零序方向继电器的零序电压取自母线电压互感器，零序方向继电器以零序电压为参考方向，测量零序电流的流动方向。接地故障发生在线路时，零序电流从线路流向系统，零序方向继电器动作；否则，不动作。

如果零序电压太小，参考方向模糊，零序方向继电器测量出现死区，不能给出正确的判断结果。在系统零序阻抗太小的情况下，零序方向继电器就会出现死区。现代电力系统，系统出现大电源，线路末端接地短路，可能发生零序方向继电器电压死区的问题。据发明人了解，为解决电压死区问题，现有技术中多是采用降低零序动作电压的方式，但这种方式也会带来一定的问题。在《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》3.5条中就指出“应采取措施，防止由于零序方向元件的电压死区导致零序方向纵联保护拒动，但不宜采用过分降低零序动作电压的方法。”。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种零序方向保护方法及装置，本公开解决了零序方向继电器电压死区问题，有很高灵敏度和很高可靠性。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种零序方向保护方法，满足以下动作判据中的至少一个时，控制零序保护装置动作；否则，不动作：

取中性点零序电流做参考方向，测量线路零序电流的方向，当线路零序电流与中性点零序电流比值的辐角满足[90°，270°]；

中性点零序电流与线路零序电流之差的绝对值大于等于中性点零序电流与线路零序电流之和的绝对值。

作为进一步的限定，线路电流方向是母线指向线路。

作为进一步的限定，变压器中性点电流是变压器指向大地。

在一种实施方式中，中性点零序电流是一台中性点接地变压器的接地零序电流；

在另一种实施方式中，中性点零序电流是两台或两台以上中性点接地变压器的接地零序电流之和；

在又一种实施方式中，中性点零序电流是全部中性点接地变压器的接地零序电流之和。

一种零序方向保护装置，被配置为满足以下动作判据中的至少一个时，保护动作；否则，不动作：

取中性点零序电流做参考方向，测量线路零序电流的方向，当线路零序电流与中性点零序电流比值的辐角满足[90°，270°]；

中性点零序电流与线路零序电流之差的绝对值大于等于中性点零序电流与线路零序电流之和的绝对值。

更进一步的，所述零序方向保护装置为零序方向继电器。

一种零序保护系统，包括至少一个变压器，所述变压器中性点直接接地，所述变压器为母线送电，母线连接有若干供电线路，供电线路上设置有零序保护装置，所述零序保护装置接收线路的零序电流，以及至少一台变压器中性点接地回路的零序电流；

所述零序保护装置被配置为满足以下动作判据中的至少一个时，保护动作；否则，不动作：

取中性点零序电流做参考方向，测量线路零序电流的方向，当线路零序电流与中性点零序电流比值的辐角满足[90°，270°]；

中性点零序电流与线路零序电流之差的绝对值大于等于中性点零序电流与线路零序电流之和的绝对值。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开在正方向接地短路时，能够可靠动作，具有较高的可靠性和灵敏度；

本公开取中性点零序电流的相位做线路零序方向继电器的参考方向，没有死区问题。当系统零序阻抗很小，零序电压很小，零序方向继电器出现电压死区情况下，中性点零序电流的相位也不会有死区。解决了零序方向继电器电压死区问题。

本公开的保护装置可用现有技术设计制造，完全可以实现。有广阔应用前景。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本公开的一种零序保护系统结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

一种典型实施方式，如图1所示，应用于中性点直接接地的系统中。电源E给变压器T送电，变压器T给母线M送电，变压器T中性点直接接地。假设母线M连接有供电线路L1，线路设置零序保护装置BH1。线路的电流互感器TA1的零序电流输入零序电流保护装置BH1。中性点接地回路的电流互感器TA0输出的零序电流输入零序保护装置BH1。

一种零序方向继电器动作判据1是：当零序方向继电器动作；否则，不动作。

一种零序方向继电器动作判据2是：当零序方向继电器动作；否则，不动作。

规定线路电流参考方向是母线指向线路，变压器中性点电流是变压器指向大地。从图1不难看出，正方向接地短路，线路零序电流与中性点零序电流反方向。反方向接地短路，线路零序电流与中性点零序电流同方向。

所以，正方向接地短路，一种零序方向继电器动作判据1可靠动作。一种零序方向继电器动作判据2也可靠动作。反方向接地短路，一种零序方向继电器动作判据1可靠不动作。一种零序方向继电器动作判据2也可靠不动作。

电力系统发生接地短路，只要线路零序电流大于零序保护装置BH1启动值，零序保护装置BH1被启动，就说明线路零序电流有一定幅值，中性点零序电流幅值等于线路零序电流幅值，所以，中性点零序电流的相位就不会模糊。取中性点零序电流的相位做线路零序方向继电器的参考方向，没有死区问题。当系统零序阻抗很小，零序电压很小，零序方向继电器出现电压死区情况下，中性点零序电流的相位也不会有死区。解决了零序方向继电器电压死区问题。

如果系统只有一台变压器中性点接地，正方向接地短路，线路零序电流与中性点零序电流大小相等，方向相反。一种零序方向继电器动作判据2有很高的可靠性和灵敏度。系统零序阻抗越小，一种零序方向继电器动作判据2的可靠性和灵敏度就越好。

如果系统有两台以上变压器中性点接地，中性点零序电流只取一台变压器的中性点零序电流，一种零序方向继电器动作判据1与2都可正确工作。如果中性点零序电流取一台以上或全部变压器的中性点零序电流相加后的零序电流作为一种零序方向继电器动作判据1与2的可靠性和灵敏度就更好。

如果系统阻抗比较小，而中性点接地电阻因大地干燥引起增大，或变压器铁芯引起变压器零序电阻增大，如果零序方向继电器以零序电压为参考向，线路零序电流与母线零序电压之间的夹角就会偏离理想值，降低零序方向继电器灵敏度和可靠性。这种情况下，正方向接地短路，线路零序电流与中性点零序电流之间的相位仍然是180°，本实施例的零序方向继电器仍然有很高的灵敏度和可靠性。

零序电压由A相、B相、C相电压互感器二次侧电压相加得来，A相、B相、C相电压互感器有幅值误差，还有相位误差，三台电压互感器的这些误差不可能一致，必然会带来零序电压的相位误差。如果零序电压比较小时，这些误差产生的影响就比较大。零序方向继电器如果以零序电压为参考向，会影响零序方向继电器灵敏度和可靠性。

零序方向继电器如果以中性点零序电流为参考向，中性点零序电流由一台电流互感器二次侧获得。只有这台电流互感器的相位误差对零序方向继电器有影响。可见，以中性点零序电流为参考向的零序方向继电器有更高的灵敏度和可靠性。

本实施例一种零序方向继电器可用现有技术设计制造，完全可以实现。有广阔应用前景。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种零序方向保护方法，其特征是：满足以下动作判据中的至少一个时，控制零序保护装置动作；否则，不动作：

取中性点零序电流做参考方向，测量线路零序电流的方向，当线路零序电流与中性点零序电流比值的辐角满足[90°，270°]；

中性点零序电流与线路零序电流之差的绝对值大于等于中性点零序电流与线路零序电流之和的绝对值。

2.如权利要求1所述的一种零序方向保护方法，其特征是：线路电流方向是母线指向线路。

3.如权利要求1所述的一种零序方向保护方法，其特征是：变压器中性点电流是变压器指向大地。

4.如权利要求1所述的一种零序方向保护方法，其特征是：中性点零序电流是一台中性点接地变压器的接地零序电流。

5.如权利要求1所述的一种零序方向保护方法，其特征是：中性点零序电流是两台或两台以上中性点接地变压器的接地零序电流之和。

6.如权利要求1所述的一种零序方向保护方法，其特征是：中性点零序电流是全部中性点接地变压器的接地零序电流之和。

7.一种零序方向保护装置，其特征是：被配置为满足以下动作判据中的至少一个时，保护动作；否则，不动作：

取中性点零序电流做参考方向，测量线路零序电流的方向，当线路零序电流与中性点零序电流比值的辐角满足[90°，270°]；

中性点零序电流与线路零序电流之差的绝对值大于等于中性点零序电流与线路零序电流之和的绝对值。

8.如权利要求7所述的一种零序方向保护装置，其特征是：所述零序方向保护装置为零序方向继电器。

9.一种零序保护系统，其特征是：包括至少一个变压器，所述变压器中性点直接接地，所述变压器为母线送电，母线连接有若干供电线路，供电线路上设置有零序保护装置，所述零序保护装置接收线路的零序电流，以及至少一台变压器中性点接地回路的零序电流；

所述零序保护装置被配置为满足以下动作判据中的至少一个时，保护动作；否则，不动作：

取中性点零序电流做参考方向，测量线路零序电流的方向，当线路零序电流与中性点零序电流比值的辐角满足[90°，270°]；

中性点零序电流与线路零序电流之差的绝对值大于等于中性点零序电流与线路零序电流之和的绝对值。