CN113872151A - 一种自动适应架空线路极性及相序的保护方法及保护装置 - Google Patents

一种自动适应架空线路极性及相序的保护方法及保护装置 Download PDF

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CN113872151A CN202111050161.8A CN202111050161A CN113872151A CN 113872151 A CN113872151 A CN 113872151A CN 202111050161 A CN202111050161 A CN 202111050161A CN 113872151 A CN113872151 A CN 113872151A
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Abstract

本发明涉及一种自动适应架空线路极性及相序的保护方法及保护装置，保护装置测量架空线路各相电流和电压的相位角；判断是否存在三相相序接反，电流极性接反，在算法中更正。通过逻辑程序自动判别线路中是出现的极性接反还是相序接反或者二者皆有之并给予自动调整，无需再次耗费人力和时间上杆进行调整更正。提高工作效率，节约人力，对满足配网智能化具有重要意义。

Description

一种自动适应架空线路极性及相序的保护方法及保护装置
技术领域
本发明涉及定位方法技术领域，尤其涉及一种自动适应架空线路极性及相序的保护方法及保护装置。
背景技术
在10kV架空线路中，一般线间距离较大，电感超过了电容，线路多为感性负载，电流滞后电压。一二次成套断路器不仅可以用作分段断路器、联络断路器、还可以用做分界断路器，在10kV架空线路中得到广泛的应用。一二次成套断路器为了保证性能的稳定运行，需要在其外部设置电流互感器与电压互感器。在高压线路中，柱上断路器安装后若发现电压互感器或电流互感器极性接反或者柱上断路器A、B、C三相与高压线路中A、B、C三相接错，再次上杆对柱上断路器相序或者电流互感器极性调整耗费时间、人力。
因此，在10kV架空线路中，研究一种能够通过馈线自动化终端(FTU)逻辑判别并自动调节线路相序、电流极性的自适应保护方法，对于提高工作效率，节约人力，满足配网智能化具有重要意义。
发明内容
针对目前存在的问题，本发明提供一种自动适应架空线路极性及相序的保护方法及保护装置，通过逻辑判别并自动调节线路相序、电流极性的自适应保护方法，以解决配电自动化建设中拆卸麻烦、费力费时的问题。
为达到上述目的，本发明提供了一种自动适应架空线路极性及相序的保护方法，包括：
保护装置测量架空线路各相电流和电压的相位角；
设置线电压
Figure BDA0003252616210000021
的相位角为0；
如果线电压
Figure BDA0003252616210000022
相对于线电压
Figure BDA0003252616210000023
的相位角测量值
Figure BDA0003252616210000024
A相电流相对于线电压
Figure BDA0003252616210000025
的相位角测量值
Figure BDA0003252616210000026
表明三相相序正确，三相电流正确；
Figure BDA0003252616210000027
为A相电流
Figure BDA0003252616210000028
和相电压
Figure BDA0003252616210000029
的相位差；
如果线电压
Figure BDA00032526162100000210
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000211
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000212
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000213
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000214
则保护装置判定电流
Figure BDA00032526162100000215
极性接反，在算法中更正A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000216
的相位角
Figure BDA00032526162100000217
如果线电压
Figure BDA00032526162100000218
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000219
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000220
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000221
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000222
表明三相相序接反，在算法中更正线电压
Figure BDA00032526162100000223
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000224
的相位角
Figure BDA00032526162100000225
如果线电压
Figure BDA00032526162100000226
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000227
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000228
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000229
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000230
表明三相相序接反，A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000231
的相位角
Figure BDA00032526162100000232
极性接反，在算法中更正线电压
Figure BDA00032526162100000233
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000234
的相位角
Figure BDA00032526162100000235
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000236
的相位角
Figure BDA00032526162100000237
进一步地，保护装置在算法中更正，无需拆卸架空线路的柱上断路器。
另一方面提供一种保护装置，包括测量模块以及逻辑模块；
所述测量模块，测量架空线路各相电流和电压的相位角；
所述逻辑模块，设置线电压
Figure BDA00032526162100000238
的相位角为0；并进行判断和校正：
如果线电压
Figure BDA00032526162100000239
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000240
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000241
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000242
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000243
表明三相相序正确，三相电流正确；
Figure BDA00032526162100000244
为A相电流
Figure BDA00032526162100000245
和相电压
Figure BDA00032526162100000246
的相位差；
如果线电压
Figure BDA00032526162100000247
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000248
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000249
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000250
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000251
则保护装置判定电流
Figure BDA00032526162100000252
极性接反，在算法中更正A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000253
的相位角
Figure BDA00032526162100000254
如果线电压
Figure BDA00032526162100000255
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000256
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000257
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000258
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000259
表明三相相序接反，在算法中更正线电压
Figure BDA0003252616210000031
相对于线电压
Figure BDA0003252616210000032
的相位角
Figure BDA0003252616210000033
如果线电压
Figure BDA0003252616210000034
相对于线电压
Figure BDA0003252616210000035
的相位角测量值
Figure BDA0003252616210000036
A相电流相对于线电压
Figure BDA0003252616210000037
的相位角测量值
Figure BDA0003252616210000038
表明三相相序接反，A相电流相对于线电压
Figure BDA0003252616210000039
的相位角
Figure BDA00032526162100000310
极性接反，在算法中更正线电压
Figure BDA00032526162100000311
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000312
的相位角
Figure BDA00032526162100000313
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000314
的相位角
Figure BDA00032526162100000315
进一步地，保护装置在算法中更正，无需拆卸架空线路的柱上断路器。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
在10kV架空线路中，一二次成套断路器不仅可以用作分段断路器、联络断路器、还适用做分界断路器。通过逻辑算法判别线路中电压信号和电流信号的相位角是否处于正确的状态。若采集到的相位角与理论值不符，相应的逻辑程序会自动判别线路中是出现的极性接反还是相序接反或者二者皆有之并给予自动调整，无需再次耗费人力和时间上杆进行调整更正。因此，研究一种能够自动调节线路相序、电流极性的自适应保护方法，对于提高工作效率，节约人力，满足配网智能化具有重要意义。
附图说明
图1为本发明提出的一种电流极性接反情况下自适应更正示意图；
图2为本发明提出的一种三相相序接反情况下自适应更正示意图；
图3为本发明提出的一种电流极性接反和三相相序接反的情况下自适应更正示意图；
图4为逻辑判别流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在10kV架空线路中，线路接线电压相序为正序,三相电压对称、三相负载对称，各相电流与对应的相电压之间的相位差相等都为
Figure BDA0003252616210000041
通过FTU对电流和电压的相位检查，判别线路极性及相序正确与否并给予调整。
如图1所示，所述的电流极性接反时的处理方法，当线路中电流
Figure BDA0003252616210000042
极性正确的情况下通过FTU的保护装置逻辑算法设定
Figure BDA0003252616210000043
判别
Figure BDA0003252616210000044
若出现线路中电流
Figure BDA0003252616210000045
极性接反的情况，保护装置测量的相位角
Figure BDA0003252616210000046
这样电流
Figure BDA0003252616210000047
极性接反时测得的电流相角与电流
Figure BDA0003252616210000048
极性正确时测得相交就相差180°。为了保证线路电流极性的正确性，这时通过保护装置的逻辑算法加入这样的条件如果测得
Figure BDA0003252616210000049
保护装置就判定电流
Figure BDA00032526162100000410
极性接反，算法就自动对线路电流
Figure BDA00032526162100000411
极性进行更正，
Figure BDA00032526162100000412
最终不用拆卸接线就可以实现更正电流极性。
如图2所示，所述的三相相序接反，电流极性正确时的处理方法，当线路中三相相序正确、电流
Figure BDA00032526162100000413
极性正确的情况下
Figure BDA00032526162100000414
Figure BDA00032526162100000415
若出现线路中A相和C相相别接反的情况，保护装置测量的相位角
Figure BDA00032526162100000416
这样线路A、C相相别接反时测得的电压相角与相序正确时测得相角就相差120°。
Figure BDA00032526162100000417
为A相电流
Figure BDA00032526162100000418
和相电压
Figure BDA00032526162100000419
的相位差。为了保证线路相序的正确性，这时通过保护装置的逻辑算法加入这样的条件如果
Figure BDA00032526162100000420
Figure BDA00032526162100000421
算法就自动对线路相序进行更正，
Figure BDA00032526162100000422
Figure BDA00032526162100000423
进行自适应更正后，
Figure BDA00032526162100000424
会根据新的相序进行自适应。最终不用拆卸接线就可以实现更正三相相序。
如图3所示，所述的三相相序接反，电流极性接反时的处理方法，当线路中三相相序正确、电流
Figure BDA0003252616210000051
极性正确的情况下
Figure BDA0003252616210000052
Figure BDA0003252616210000053
若出现线路中A相和C相相序接反、电流
Figure BDA0003252616210000054
极性接反的情况，保护装置测量的相位角
Figure BDA0003252616210000055
Figure BDA0003252616210000056
这样线路A、C相相序接反时测得的电压相角与相序正确时测得相角就相差120°，电流
Figure BDA0003252616210000057
极性接反时测得的电流相角与电流
Figure BDA0003252616210000058
极性正确时测得相角就相差180°。为了保证线路相序和电流极性的正确性，这时通过保护装置的逻辑算法加入这样的条件如果
Figure BDA0003252616210000059
算法就自动对线路相序和电流
Figure BDA00032526162100000510
极性进行更正，
Figure BDA00032526162100000511
最终不用拆卸接线就可以实现更正线路相序和电流极性。
本发明提供一种自动适应架空线路极性及相序的保护方法，包括如下步骤：
(1)保护装置测量架空线路各相电流和电压的相位角；
(2)设置线电压
Figure BDA00032526162100000512
的相位角为0，结合图4，判别逻辑如下：
如果线电压
Figure BDA00032526162100000513
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000514
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000515
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000516
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000517
表明三相相序正确，三相电流正确；
Figure BDA00032526162100000518
为A相电流
Figure BDA00032526162100000519
和相电压
Figure BDA00032526162100000520
的相位差；
如果线电压
Figure BDA00032526162100000521
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000522
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000523
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000524
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000525
则保护装置判定电流
Figure BDA00032526162100000526
极性接反，在算法中更正A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000527
的相位角
Figure BDA00032526162100000528
如果线电压
Figure BDA00032526162100000529
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000530
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000531
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000532
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000533
表明三相相序接反，在算法中更正线电压
Figure BDA00032526162100000534
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000535
的相位角
Figure BDA00032526162100000536
如果线电压
Figure BDA00032526162100000537
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000538
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000539
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000540
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000541
表明三相相序接反，A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000542
的相位角
Figure BDA00032526162100000543
极性接反，在算法中更正线电压
Figure BDA00032526162100000544
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000545
的相位角
Figure BDA00032526162100000546
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000547
的相位角
Figure BDA0003252616210000061
保护装置在算法中更正，无需拆卸架空线路的柱上断路器。
另一方面提供一种保护装置，包括测量模块以及逻辑模块。
所述测量模块，测量架空线路各相电流和电压的相位角。
所述逻辑模块，设置线电压
Figure BDA0003252616210000062
的相位角为0；并进行判断和校正：
如果线电压
Figure BDA0003252616210000063
相对于线电压
Figure BDA0003252616210000064
的相位角测量值
Figure BDA0003252616210000065
A相电流相对于线电压
Figure BDA0003252616210000066
的相位角测量值
Figure BDA0003252616210000067
表明三相相序正确，三相电流正确；
Figure BDA0003252616210000068
为A相电流
Figure BDA0003252616210000069
和相电压
Figure BDA00032526162100000610
的相位差；
如果线电压
Figure BDA00032526162100000611
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000612
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000613
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000614
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000615
则保护装置判定电流
Figure BDA00032526162100000616
极性接反，在算法中更正A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000617
的相位角
Figure BDA00032526162100000618
如果线电压
Figure BDA00032526162100000619
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000620
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000621
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000622
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000623
表明三相相序接反，在算法中更正线电压
Figure BDA00032526162100000624
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000625
的相位角
Figure BDA00032526162100000626
如果线电压
Figure BDA00032526162100000627
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000628
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000629
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000630
的相位角测量值
Figure BDA00032526162100000631
表明三相相序接反，A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000632
的相位角
Figure BDA00032526162100000633
极性接反，在算法中更正线电压
Figure BDA00032526162100000634
相对于线电压
Figure BDA00032526162100000635
的相位角
Figure BDA00032526162100000636
A相电流相对于线电压
Figure BDA00032526162100000637
的相位角
Figure BDA00032526162100000638
FTU的保护装置通过逻辑算法判别线路中电压信号和电流信号的相位角是否处于正确的状态。若正确直接输出结果。若采集到的相位角与理论值不符，相应的逻辑程序会自动判别线路中是出现的极性接反还是相序接反或者二者皆有之并给予自动调整。
综上所述，本发明涉及一种自动适应架空线路极性及相序的保护方法及保护装置，保护装置测量架空线路各相电流和电压的相位角；判断是否存在三相相序接反，电流极性接反，在算法中更正。通过逻辑程序自动判别线路中是出现的极性接反还是相序接反或者二者皆有之并给予自动调整，无需再次耗费人力和时间上杆进行调整更正。提高工作效率，节约人力，对满足配网智能化具有重要意义。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (4)

1.一种自动适应架空线路极性及相序的保护方法，其特征在于，包括：
保护装置测量架空线路各相电流和电压的相位角；
设置线电压
Figure FDA0003252616200000011
的相位角为0；
如果线电压
Figure FDA0003252616200000012
相对于线电压
Figure FDA0003252616200000013
的相位角测量值
Figure FDA0003252616200000014
A相电流相对于线电压
Figure FDA0003252616200000015
的相位角测量值
Figure FDA0003252616200000016
表明三相相序正确，三相电流正确；
Figure FDA0003252616200000017
为A相电流
Figure FDA0003252616200000018
和相电压
Figure FDA0003252616200000019
的相位差；
如果线电压
Figure FDA00032526162000000110
相对于线电压
Figure FDA00032526162000000111
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000112
A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000113
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000114
则保护装置判定电流
Figure FDA00032526162000000115
极性接反，在算法中更正A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000116
的相位角
Figure FDA00032526162000000117
如果线电压
Figure FDA00032526162000000118
相对于线电压
Figure FDA00032526162000000119
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000120
A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000121
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000122
表明三相相序接反，在算法中更正线电压
Figure FDA00032526162000000123
相对于线电压
Figure FDA00032526162000000124
的相位角
Figure FDA00032526162000000125
如果线电压
Figure FDA00032526162000000126
相对于线电压
Figure FDA00032526162000000127
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000128
A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000129
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000130
表明三相相序接反，A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000131
的相位角
Figure FDA00032526162000000132
极性接反，在算法中更正线电压
Figure FDA00032526162000000133
相对于线电压
Figure FDA00032526162000000134
的相位角
Figure FDA00032526162000000135
A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000136
的相位角
Figure FDA00032526162000000137
2.根据权利要求1所述的自动适应架空线路极性及相序的保护方法，其特征在于，保护装置在算法中更正，无需拆卸架空线路的柱上断路器。
3.一种保护装置，其特征在于，包括测量模块以及逻辑模块；
所述测量模块，测量架空线路各相电流和电压的相位角；
所述逻辑模块，设置线电压
Figure FDA00032526162000000138
的相位角为0；并进行判断和校正：
如果线电压
Figure FDA00032526162000000139
相对于线电压
Figure FDA00032526162000000140
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000141
A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000142
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000143
表明三相相序正确，三相电流正确；
Figure FDA0003252616200000021
为A相电流
Figure FDA0003252616200000022
和相电压
Figure FDA0003252616200000023
的相位差；
如果线电压
Figure FDA0003252616200000024
相对于线电压
Figure FDA0003252616200000025
的相位角测量值
Figure FDA0003252616200000026
A相电流相对于线电压
Figure FDA0003252616200000027
的相位角测量值
Figure FDA0003252616200000028
则保护装置判定电流
Figure FDA0003252616200000029
极性接反，在算法中更正A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000210
的相位角
Figure FDA00032526162000000211
如果线电压
Figure FDA00032526162000000212
相对于线电压
Figure FDA00032526162000000213
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000214
A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000215
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000216
表明三相相序接反，在算法中更正线电压
Figure FDA00032526162000000217
相对于线电压
Figure FDA00032526162000000218
的相位角
Figure FDA00032526162000000219
如果线电压
Figure FDA00032526162000000220
相对于线电压
Figure FDA00032526162000000221
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000222
A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000223
的相位角测量值
Figure FDA00032526162000000224
表明三相相序接反，A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000225
的相位角
Figure FDA00032526162000000226
极性接反，在算法中更正线电压
Figure FDA00032526162000000227
相对于线电压
Figure FDA00032526162000000228
的相位角
Figure FDA00032526162000000229
A相电流相对于线电压
Figure FDA00032526162000000230
的相位角
Figure FDA00032526162000000231
4.根据权利要求3所述的保护装置，其特征在于，保护装置在算法中更正，无需拆卸架空线路的柱上断路器。
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