CN110544926B - 一种利用电压特性的振荡期间对称故障开放方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用电压特性的振荡期间对称故障开放方法，包括：采集保护安装处的三相电流和三相电压；利用三相电压计算正序电压幅值，根据所述正序电压与正序电流的夹角计算所述正序电压与正序电流的夹角余弦值；当正序电流小于0.2倍额定电流时，令所述正序电压与正序电流的夹角余弦值等于1，并计算所述正序电压余弦分量；以系统额定电压为基准计算正序电压余弦分量的标么值；若满足‑0.1pu≤正序电压余弦分量标么值≤0.25pu，则标定入带时标，判断系统发生对称故障；判断系统是否进入加速判据动作区，若进入加速判据动作区，则开放距离保护，解决了现有技术中系统发生对称故障时，固定延时较长，无法快速切除故障的问题。

Description

一种利用电压特性的振荡期间对称故障开放方法
技术领域
本申请涉及继电保护领域，具体涉及一种利用电压特性的振荡期间对称故障开放方法。
背景技术
在电力系统正常运行时，所有发电机都以同步转速旋转，这时并列运行的各发电机之间相位没有相对变化，系统各发电机之间的电势差为常数，系统中各点电压和各回路的电流均不变。当电力系统由于某种原因受到干扰时(如短路、故障切除、电源的投入或切除等)，这时并列运行的各同步发电机间电势差相角差将随时间变化，系统中各点电压和各回路电流也随时间变化，这种现象称为振荡。
电力系统振荡期间，测量阻抗大小周期性变化，当测量阻抗进入距离保护动作区是，会引起距离保护误动作，世界上发生的多起大停电事故中，伴随着事故发展过程中，受系统振荡影响造成保护误动作，从而扩大事故范围。
振荡期间需要闭锁距离保护，防止保护误动扩大事故范围，但是在振荡闭锁期间，输电线路发生故障时，需要开放距离保护来切除故障。单纯依靠距离继电器无法区分振荡与短路，针对对称故障，目前采取的措施为利用正序电压余弦分量判断是否发生对称故障，然后固定延时开放距离保护，但是固定延时较长，无法快速切除故障。
发明内容
本申请提供一种利用电压特性的振荡期间对称故障开放方法，解决现有技术中系统发生对称故障时，固定延时较长，无法快速切除故障的问题。
本申请提供一种利用电压特性的振荡期间对称故障开放方法，其特征在于，包括：
采集保护安装处的三相电流和三相电压；
利用三相电压计算正序电压幅值，根据所述正序电压与正序电流的夹角计算所述正序电压与正序电流的夹角余弦值；
当正序电流小于0.2倍额定电流时，令所述正序电压与正序电流的夹角余弦值等于1，并计算所述正序电压余弦分量；以系统额定电压为基准计算正序电压余弦分量的标么值；
若满足-0.1pu≤正序电压余弦分量标么值≤0.25pu，则标定入带时标，判断系统发生对称故障；根据正序电压余弦分量突变量和入带正序电压余弦分量突变量，判断系统是否进入加速判据动作区，若进入加速判据动作区，则开放距离保护。
优选的，利用三相电压计算正序电压幅值，根据所述正序电压与正序电流的夹角计算所述正序电压与正序电流的夹角余弦值，包括：
利用三相电压计算正序电压幅值U1，根据所述正序电压与正序电流的夹角
Figure BDA0002154599350000021
计算所述正序电压与正序电流的夹角余弦值
Figure BDA0002154599350000022
优选的，当正序电流小于0.2倍额定电流时，令所述正序电压与正序电流的夹角余弦值等于1，并计算所述正序电压余弦分量，包括：
当正序电流小于0.2倍额定电流时，令所述正序电压与正序电流的夹角余弦值
Figure BDA0002154599350000023
计算所述正序电压余弦分量
Figure BDA0002154599350000024
优选的，根据正序电压余弦分量突变量和入带正序电压余弦分量突变量，判断系统是否进入加速判据动作区，若进入加速判据动作区，则开放距离保护，包括：
利用记忆前1.5个周波计算正序电压余弦分量突变量
Figure BDA0002154599350000025
计算入带正序电压余弦分量突变量
Figure BDA0002154599350000026
建立以|T1-T2|、|T-1-T1|为横纵坐标的加速判据动作区，当(|T1-T2|、|T-1-T1|) 进入加速判据动作区，开放距离保护，动作时间为50ms；
利用记忆前2.5个周波计算正序电压余弦分量突变量
Figure BDA0002154599350000027
计算入带正序电压余弦分量突变量
Figure BDA0002154599350000028
建立以|T-2-T-1|、|T1-T0|为横纵坐标的加速判据动作区，当(|T-2-T-1|、|T1-T0|)进入加速判据动作区，开放距离保护，动作时间为10ms。
本申请提供一种利用电压特性的振荡期间对称故障开放方法，通过采集保护安装处的三相电流和三相电压，计算正序电压余弦分量，利用正序电压余弦分量自动计算振荡期间对称故障的开放时间，实现振荡期间发生对称故障时距离保护快速开放，隔离故障，保障系统的稳定运行，解决现有技术中系统发生对称故障时，固定延时较长，无法快速切除故障的问题。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种利用电压特性的振荡期间对称故障开放方法的流程示意图；
图2是本申请实施例涉及的计算时序图；
图3是本申请实施例涉及的加速判据的动作特性图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
图1为本申请实施例提供的一种利用电压特性的振荡期间对称故障开放方法的流程示意图，下面结合图1对本实施例提供的方法进行详细说明。
步骤S101，采集保护安装处的三相电流和三相电压。
步骤S102，利用三相电压计算正序电压幅值，根据所述正序电压与正序电流的夹角计算所述正序电压与正序电流的夹角余弦值。
利用三相电压计算正序电压幅值U1，根据所述正序电压与正序电流的夹角
Figure BDA0002154599350000031
计算所述正序电压与正序电流的夹角余弦值
Figure BDA0002154599350000032
步骤S103，当正序电流小于0.2倍额定电流时，令所述正序电压与正序电流的夹角余弦值等于1，并计算所述正序电压余弦分量；以系统额定电压为基准计算正序电压余弦分量的标么值。
当正序电流小于0.2倍额定电流时，令所述正序电压与正序电流的夹角余弦值
Figure BDA0002154599350000033
计算所述正序电压余弦分量
Figure BDA0002154599350000034
以系统额定电压为基准计算正序电压余弦分量的标么值。
步骤S104，若满足-0.1pu≤正序电压余弦分量标么值≤0.25pu，则标定入带时标，判断系统发生对称故障；根据正序电压余弦分量突变量和入带正序电压余弦分量突变量，判断系统是否进入加速判据动作区，若进入加速判据动作区，则开放距离保护。
判断标么值是否满足-0.1pu≤正序电压余弦分量标么值≤0.25pu，若该条件满足，则标定入带时标，判断系统发生对称故障，计算时序如图2所示。
利用记忆前1.5个周波计算正序电压余弦分量突变量
Figure BDA0002154599350000041
计算入带正序电压余弦分量突变量
Figure BDA0002154599350000042
建立以|T1-T2|、|T-1-T1|为横纵坐标的加速判据动作区，如图2所示，当(|T1-T2|、|T-1-T1|)进入加速判据动作区，开放距离保护，动作时间为50ms；
利用记忆前2.5个周波计算正序电压余弦分量突变量
Figure BDA0002154599350000043
计算入带正序电压余弦分量突变量
Figure BDA0002154599350000044
建立以|T-2-T-1|、|T1-T0|为横纵坐标的加速判据动作区，当(|T-2-T-1|、|T1-T0|)进入加速判据动作区，如图2所示，开放距离保护，动作时间为10ms。
本申请提供一种利用电压特性的振荡期间对称故障开放方法，通过采集保护安装处的三相电流和三相电压，计算正序电压余弦分量，利用正序电压余弦分量自动计算振荡期间对称故障的开放时间，实现振荡期间发生对称故障时距离保护快速开放，隔离故障，保障系统的稳定运行，解决现有技术中系统发生对称故障时，固定延时较长，无法快速切除故障的问题。
本申请提供的方法，其有益效果可以归纳为以下几点：
1)无故障全相振荡，无论振荡快慢、匀速与否，加速和再加速可靠不动作，且有足够的安全裕度。
2)无故障全相振荡，无论振荡快慢、匀速与否，固定延时+浮动延时，可靠地躲过穿带时间，且有足够的安全裕度。
3)无振荡背景下，发生短路，再加速可靠动作。动作时间10ms。
4)振荡中，功角小时发生短路，加速可靠动作。动作时间50ms。再加速也可能动作。
5)振荡中，功角大时发生短路，经固定延时+浮动延时动作，故障越显著、浮动延时越短，反之越长。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员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，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种利用电压特性的振荡期间对称故障开放方法，其特征在于，包括：
采集保护安装处的三相电流和三相电压；
利用三相电压计算正序电压幅值，根据所述正序电压与正序电流的夹角计算所述正序电压与正序电流的夹角余弦值；
当正序电流小于0.2倍额定电流时，令所述正序电压与正序电流的夹角余弦值等于1，并计算所述正序电压余弦分量；以系统额定电压为基准计算正序电压余弦分量的标么值；
若满足-0.1pu≤正序电压余弦分量标么值≤0.25pu，则标定入带时标，判断系统发生对称故障；根据正序电压余弦分量突变量和入带正序电压余弦分量突变量，判断系统是否进入加速判据动作区，若进入加速判据动作区，则开放距离保护，包括：
利用记忆前1.5个周波计算正序电压余弦分量突变量
Figure FDA0003660075300000011
计算入带正序电压余弦分量突变量
Figure FDA0003660075300000012
建立以|T1-T2|、|T-1-T1|为横纵坐标的加速判据动作区，当(|T1-T2|、|T-1-T1|)进入加速判据动作区，开放距离保护，动作时间为50ms；
利用记忆前2.5个周波计算正序电压余弦分量突变量
Figure FDA0003660075300000013
计算入带正序电压余弦分量突变量
Figure FDA0003660075300000014
建立以|T-2-T-1|、|T1-T0|为横纵坐标的加速判据动作区，当(|T-2-T-1|、|T1-T0|)进入加速判据动作区，开放距离保护，动作时间为10ms。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用三相电压计算正序电压幅值，根据所述正序电压与正序电流的夹角计算所述正序电压与正序电流的夹角余弦值，包括：
利用三相电压计算正序电压幅值U1，根据所述正序电压与正序电流的夹角
Figure FDA0003660075300000015
计算所述正序电压与正序电流的夹角余弦值
Figure FDA0003660075300000016
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当正序电流小于0.2倍额定电流时，令所述正序电压与正序电流的夹角余弦值等于1，并计算所述正序电压余弦分量，包括：
当正序电流小于0.2倍额定电流时，令所述正序电压与正序电流的夹角余弦值
Figure FDA0003660075300000021
计算所述正序电压余弦分量
Figure FDA0003660075300000022
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