CN115421066A - 一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法及装置 - Google Patents

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CN115421066A CN202210932261.1A CN202210932261A CN115421066A CN 115421066 A CN115421066 A CN 115421066A CN 202210932261 A CN202210932261 A CN 202210932261A CN 115421066 A CN115421066 A CN 115421066A
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Abstract

一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法及装置，所述方法包括：根据采集到的不断更新的三相电压和三相电流瞬时值，计算线路零序电压、电流瞬时值；利用线路零序电压、电流，分别计算一个周期内零序电压、电流绝对值之和(简称“模值和”)；利用采集到的三相电压瞬时值，计算三相电压模值和的最大值、最小值，每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值；利用采集到的三相电流瞬时值，计算三相电流相量值的最大值，三相电流模值和的最大值；根据故障后预设时间内所述物理量和整定值间的关系判断是否发生接地故障。本发明避免了高比例电力电子电源系统短路电流过小导致的零序过流保护拒动的问题，可靠性高，能够有效应对电力系统中发生的高阻接地故障。

Description

一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法及装置
技术领域
本发明属于电力系统继电保护领域，更具体地，涉及一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法及装置。
背景技术
随着风电、光伏、储能等电力电子电源的大量并网，电力系统电力电子化程度日益加深。电力电子电源与同步发电机的故障特征有明显的差别，主要表现在短路电流幅值受限、频率偏移等特性，输电线路发生不对称故障后，当过渡电阻较大时，线路的正序、负序等值阻抗较大，零序电流可能很小，线路零序Ⅳ段保护有可能发生拒动。这些特性给传统继电保护带来了巨大挑战，亟待需要新的方法应对高阻接地故障。
现有的零序过流Ⅳ段保护建立在传统电力系统的基础上，随着全新能源接入电网，一方面，线路发生不对称接地故障时，若过渡电阻较大，线路的正序、负序等值阻抗变大，从而导致故障电流较小，另一方面，电力电子电源具有短路电流幅值受限、频率偏移等特性，这给整定带来了很大的困难。针对上述缺点，通过对新能源接入电网故障特性的分析以及大量故障仿真，本发明提出的弱故障识别判据可以很好地应对高阻接地故障，从而实现继电保护装置在出现高阻接地故障时准确动作。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法及装置，旨在解决现有技术中存在的零序电流Ⅳ段保护在高阻接地条件下拒动的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法，包括下述步骤：
一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法，包括下述步骤：
步骤一、判断零序电流模值和I0是否大于线路零序过流保护整定值I0set，若判断结果为是则执行保护动作，否则执行步骤二；
步骤二、比较电流相量值模值的最大值
Figure BDA0003781947700000011
电流模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000012
得到二者较大值Imax，判断所述较大值Imax是否大于有电流门槛Iset，若判断结果为是则执行步骤三，否则保护不动作；
步骤三、判断零序电压模值和U0和是否大于零序过电压保护整定值U0set，若判断结果为是则执行保护动作，否则执行步骤四；
步骤四、判断三相电压模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000021
三相电压模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000022
和每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure BDA0003781947700000023
以及三相电压模值和的最小值
Figure BDA0003781947700000024
是否满足判据，并根据判据结果进行保护动作。
进一步的，步骤四具体包括：若判据的比较结果分别为：
Figure BDA0003781947700000025
Figure BDA0003781947700000026
并连续满足三个采样点，并且此刻无保护闭锁，则输出保护动作标志，否则，保护不动作，其中，
Figure BDA0003781947700000027
为电压不平衡系数,
Figure BDA0003781947700000028
为低压门槛系数,
Figure BDA0003781947700000029
为过压门槛系数，UN为线路额定相电压。
进一步的，所述三相电流相量值
Figure BDA00037819477000000210
和电流相量值模值的最大值
Figure BDA00037819477000000211
的计算方法为：
Figure BDA00037819477000000212
其中，ia(t)、ib(t)、ic(t)为经过低通滤波处理后t时刻的电流采样值，
Figure BDA00037819477000000213
Figure BDA00037819477000000214
为通过傅里叶算法后tn时刻的电流相量值，N为采样频率，i为虚数单位。
进一步的，所述零序电流模值和I0的计算方法为：
Figure BDA00037819477000000215
其中，Δt为采样间隔，T为工频周期，i0(t)为t时刻的零序电流。
进一步的，所述电流模值和的最大值
Figure BDA00037819477000000216
的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000031
其中，ia(t)、ib(t)、ic(t)为经过低通滤波处理后t时刻的电流采样值，Δt为采样间隔，T为工频周期。
进一步的，所述零序电压模值和U0的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000032
其中，Δt为采样间隔，T为工频周期，u0(t)为t时刻的零序电压采样值。
进一步的，三相电压模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000033
三相电压模值和的最小值
Figure BDA0003781947700000034
以及每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure BDA0003781947700000035
的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000036
Figure BDA0003781947700000037
Figure BDA0003781947700000041
其中，ua(t)、ub(t)、uc(t)为经过低通滤波处理后t时刻的电压采样值，Δt为采样间隔，T为工频周期。
一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护装置，包括：
第一判断模块，用于判断零序电流模值和I0是否大于线路零序过流保护整定值I0set，若判断结果为是则执行保护动作；
第二判断模块，用于在第一判断模块获得判断结果为否时，比较电流相量值模值的最大值
Figure BDA0003781947700000042
电流模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000043
得到二者较大值Imax，判断所述较大值Imax是否大于有电流门槛Iset，若判断结果为否则保护不动作；
第三判断模块，用于在第二判断模块获得判断结果为是时，判断零序电压模值和U0和是否大于零序过电压保护整定值U，若判断结果为是则执行保护动作；
0set
第四判断模块，用于在第三判断模块获得判断结果为否时，判断三相电压模值和的大值
Figure BDA0003781947700000044
三相电压模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000045
和每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure BDA0003781947700000046
以及三相电压模值和的最小值
Figure BDA0003781947700000047
是否满足判据，并根据判据结果进行保护动作。
进一步的，所述第四判断模块根据判据结果进行保护动作具体包括：若判据的比较结果分别为：
Figure BDA0003781947700000048
并连续满足三个采样点，并且此刻无保护闭锁，则输出保护动作标志，否则，保护不动作，其中，
Figure BDA0003781947700000049
为电压不平衡系数,
Figure BDA00037819477000000410
为低压门槛系数,
Figure BDA00037819477000000411
为过压门槛系数，UN为线路额定相电压。
一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护系统，包括：
计算机可读存储介质和处理器；
所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；
所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法。
一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法。
本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本发明根据采集到的不断更新的三相电压和三相电流瞬时值，计算线路零序电压、电流瞬时值；利用线路零序电压、电流，分别计算零序电压、电流模值和；利用采集到的三相电压瞬时值，计算三相电压模值和的最大值、最小值，每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值；利用采集到的三相电流瞬时值，计算三相电流相量值的最大值以及三相电流模值和的最大值；根据故障后预设时间内物理量和整定值间的关系判断是否发生接地故障。本发明避免了高比例电力电子电源系统短路电流过小导致的零序过流保护拒动的问题，可靠性高，能够有效应对传统电力系统及全电力电子电源电力系统线路中发生的高阻接地故障。
附图说明
图1是本发明实施提供的保护方法流程图；
图2是本发明实施提供的广水示范工程110kV交流输电系统示意图；
图3为110kV交流输电系统第一继电保护装置正方向被保护线路50％处发生a相短路故障(图2中f点)，带过渡电阻150欧姆时，传统继电保护装置的动作图；
图4为110kV交流输电系统第一继电保护装置正方向被保护线路50％处发生a相短路故障(图2中f点)，带过渡电阻150欧姆时，本发明继电保护装置三相电流模值和与三相电流相量模值的最大值与有电流门槛的动作图；
图5为110kV交流输电系统第一继电保护装置正方向被保护线路50％处发生a相短路故障(图2中f点)，带过渡电阻150欧姆时，本发明继电保护装置三相电压模值和的最大值与过压门槛、最小值与低压门槛，以及每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值与三相电压模值和的最大值之商与不平衡电压门槛的动作图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合实施例，对本发明进行进一步说明。需要注意的是，此处描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不用于限定本发明。
本发明针对电力系统发生高阻接地短路时，传统继电保护装置发生拒动的问题，提供一种能够应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法。
如图1所示，为本发明实施例提供的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法流程图，所述方法基于的系统包括：第一等值电源1、第一交流线路2、第一母线3、被保护交流线路4、第二母线5、第二交流线路6、第二等值电源7、第一继电保护装置8和第二继电保护装置9，第一等值电源1通过第一交流线路2与第一母线相连3，第一母线3通过被保护交流线路4与第二母线相连5，第二母线5通过第二交流线路6与第二等值电源7相连；第一继电保护装置8安装在第一母线3出口处，第二继电保护装置9安装在第二母线5出口处。
该方法包括下述步骤：
S1.通过保护安装处的电流互感器和电压互感器实时采集电流、电压信号，得到不断更新的电流、电压瞬时值，并将其经过相同的低通滤波处理；
步骤S1中，通过互感器采集到的电流、电压均为瞬时值；低通滤波器的通带允许最大衰减3dB，阻带允许最小衰减30dB。通带截止频率通常选取300Hz，阻带起始频率通常选取350Hz。
S2.根据S1经过处理后的电流、电压瞬时值，实时计算出对应的零序电压u0(t)，零序电流i0(t)，电流相量值
Figure BDA0003781947700000061
和电流相量值模值的最大值
Figure BDA0003781947700000062
三相电流相量值和电流相量值模值的最大值的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000063
其中，ia(t)、ib(t)、ic(t)为经过低通滤波处理后t时刻的电流采样值，
Figure BDA0003781947700000064
Figure BDA0003781947700000065
为通过傅里叶算法后tn时刻的电流相量值，N为采样频率，i为虚数单位。
S3.对每个采样点以及其前一个周期内的数据，计算零序电流模值和I0，并将计算结果传给S4；
步骤S3中，零序电流模值和的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000066
其中，Δt为采样间隔，T为工频周期，i0(t)为t时刻的零序电流。
S4.根据零序过电流判据，对S3得到的零序电流模值和I0和线路零序过流保护整定值I0set进行比较，并将结果传给S5；
S5.若S4的比较结果为I0>I0set并在三个采样点连续保持，并且此刻无保护闭锁，则输出保护动作标志。否则转到S6；
S6.对每个采样点以及其前一个周期内的数据，计算每相电流模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000071
并将计算结果传给S7；
步骤S6中，每相电流模值和的最大值的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000072
其中，ia(t)、ib(t)、ic(t)为经过低通滤波处理后t时刻的电流采样值，Δt为采样间隔，T为工频周期。
S7.比较S2得到的电流相量值模值的最大值
Figure BDA0003781947700000073
与S6得到的电流模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000075
得到二者较大值Imax，并将此较大值Imax与有电流门槛Iset进行比较，并将结果传给S8；
S8.若S7的比较结果为Imax＞Iset并在三个采样点连续保持，转到S9。否则，保护不动作；
S9.对每个采样点以及其前一个周期内的数据，计算零序电压模值和U0，并将计算结果传给S10；
步骤S9中，零序电压模值和U0的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000074
其中，Δt为采样间隔，T为工频周期，u0(t)为t时刻的零序电压采样值。
S10.根据零序过电压判据，对S9得到的零序电压模值和U0和零序过电压保护整定值U0set进行比较，并将结果传到S11；
S11.若S10的比较结果为U0＞U0set并在三个采样点连续保持，并且此刻无保护闭锁，则输出保护动作标志。否则转到S12；
S12.对每个采样点以及其前一个周期内的数据，计算三相电压模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000081
和最小值
Figure BDA0003781947700000082
以及每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure BDA0003781947700000083
并将计算结果传给S13；
步骤S12中，三相电压模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000084
三相电压模值和的最小值
Figure BDA0003781947700000085
每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure BDA0003781947700000086
的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000087
Figure BDA0003781947700000088
Figure BDA0003781947700000089
其中，ua(t)、ub(t)、uc(t)为经过低通滤波处理后t时刻的电压采样值，Δt为采样间隔，T为工频周期。
S13.分别对S12得到的三相电压模值和的最大值
Figure BDA00037819477000000810
和线路额定相电压UN，三相电压模值和的最大值
Figure BDA00037819477000000811
和每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure BDA00037819477000000812
三相电压模值和的最小值
Figure BDA00037819477000000813
和线路额定相电压UN进行比较，并将结果传给S14；
S14.若S13的三个比较结果分别为：
Figure BDA0003781947700000091
Figure BDA0003781947700000092
并连续满足三个采样点，并且此刻无保护闭锁，则输出保护动作标志。否则，保护不动作。其中，
Figure BDA0003781947700000093
为电压不平衡系数，通常选取0.15；
Figure BDA0003781947700000094
为低压门槛系数，通常选取0.1；
Figure BDA0003781947700000095
为过压门槛系数，通常选取0.75。
为了进一步说明本发明实施例提供的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法，现结合附图以及具体实例详述如下：
具体实施方式以广水示范工程110kV交流输电系统示意图为例进行说明，如图3所示，广水示范工程110kV交流输电系统结构包含：各新能源场站，宝林110kV母线，北环110kV母线，被保护线路(宝林-北环线)，第一继电保护装置安装在宝林-北环线路宝林侧，第二继电保护装置安装在宝林-北环线路北环侧。
采用上述系统，应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法按照以下步骤实施：
步骤1：通过保护安装处的电流互感器和电压互感器实时采集电流、电压信号，得到不断更新的采样值电流、电压瞬时值，并将其经过相同的低通滤波处理；
步骤2：根据步骤1经过处理后的电流、电压，实时计算出对应的零序电压u0(t)，零序电流i0(t)，电流相量值
Figure BDA0003781947700000096
和电流相量值模值的最大值
Figure BDA0003781947700000097
步骤3：对每个采样点以及其前一个周期内的数据，计算零序电流模值和I0，并将计算结果传给步骤4；
步骤4：根据零序过电流判据，对步骤3得到的零序电流模值和I0和线路零序过流保护整定值I0set进行比较，并将结果传给步骤5；
步骤5：若步骤4的比较结果为I0>I0set并在三个采样点连续保持，并且此刻无保护闭锁，则输出保护动作标志。否则转到步骤6；
步骤6：对每个采样点以及其前一个周期内的数据，计算每相电流模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000098
并将计算结果传给步骤7；
步骤7：比较步骤2得到的电流相量值模值的最大值
Figure BDA0003781947700000099
与步骤6得到的电流模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000101
得到二者较大值Imax，并将此较大值Imax与有电流门槛Iset进行比较，并将结果传给步骤8；
步骤8：若步骤7的比较结果为Imax＞Iset并在三个采样点连续保持，转到步骤9。否则，保护不动作；
步骤9：对每个采样点以及其前一个周期内的数据，计算零序电压模值和U0，并将计算结果传给S10；
步骤10：根据零序过电压判据，对步骤9得到的零序电压模值和U0和零序过电压保护整定值U0set进行比较，并将结果传到步骤11；
步骤11：若步骤10的比较结果为U0＞U0set并在三个采样点连续保持，并且此刻无保护闭锁，则输出保护动作标志。否则转到步骤12；
步骤12：对每个采样点以及其前一个周期内的数据，计算三相电压模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000102
和最小值
Figure BDA0003781947700000103
以及每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure BDA0003781947700000104
并将计算结果传给步骤13；
步骤13：分别对步骤12得到的三相电压模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000105
和线路额定相电压UN，三相电压模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000106
和每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure BDA0003781947700000107
三相电压模值和的最小值
Figure BDA0003781947700000108
和线路额定相电压UN进行比较，并将结果传给步骤14
步骤14：若步骤13的三个比较结果分别为：
Figure BDA0003781947700000109
Figure BDA00037819477000001010
并连续满足三个采样点，并且此刻无保护闭锁，则输出保护动作标志。否则，保护不动作。其中，
Figure BDA00037819477000001011
为电压不平衡系数，取0.15；
Figure BDA00037819477000001012
为低压门槛系数，取0.1；
Figure BDA00037819477000001013
为过压门槛系数，取0.75。
在本发明实施例中，步骤1中，以安装在宝林-北环线路宝林出口处的第一继电保护装置为例，线路三相电压、电流均取宝林出口处互感器采样的瞬时值，交流输电线路采用贝瑞隆模型，滤波器采用巴特沃斯低通滤波器，通带许最大衰减3dB，截止频率取300Hz，阻带允许最小衰减30dB，起始频率取350Hz。
在本发明实施例中，步骤2中，三相电流相量值
Figure BDA0003781947700000111
和电流相量值模值的最大值
Figure BDA0003781947700000112
的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000113
其中，ia(t)、ib(t)、ic(t)为经过低通滤波处理后t时刻宝林出口处的电流采样值，
Figure BDA0003781947700000114
Figure BDA0003781947700000115
为通过傅里叶算法后tn时刻的电流相量值，N为采样频率，i为虚数单位。
1、在本发明实施例中，步骤3中，零序电流模值和的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000116
其中，Δt为采样间隔，T为工频周期，i0(t)为t时刻的零序电流。
在本发明实施例中，步骤4中，零序过流保护整定值I0set取0.144kA。
在本发明实施例中，步骤6中，每相电流模值和的最大值的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000117
其中，ia(t)、ib(t)、ic(t)为经过低通滤波处理后t时刻宝林出口处的电流采样值，Δt为采样间隔，取250μs，T为工频周期50Hz。
在本发明实施例中，步骤7中，有电流门槛Iset取50A。
在本发明实施例中，步骤9中，零序电压模值和U0的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000121
其中，Δt为采样间隔，取250μs，T为工频周期50Hz，u0(t)为t时刻宝林出口处的零序电压采样值。
在本发明实施例中，步骤10中，零序过电压保护整定值U取0.2倍线路额定相电压。
0set
在本发明实施例中，步骤12中，三相电压模值和的最大值
Figure BDA0003781947700000122
三相电压模值和的最小值
Figure BDA0003781947700000123
每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure BDA0003781947700000124
的计算方法为：
Figure BDA0003781947700000125
Figure BDA0003781947700000126
Figure BDA0003781947700000127
其中，ua(t)、ub(t)、uc(t)为经过低通滤波处理后t时刻宝林出口处的电压采样值，Δt为采样间隔，取250μs，T为工频周期50Hz。
在本实施例中，设置第一继电保护装置正方向被保护线路50％处即宝林-北环线路中点f处发生故障，故障类型为a相接地故障，过渡电阻为150欧姆。由于故障设置在宝林-北环线中点后，线路长度变小，继而采用等值PI模型。传统继电保护装置的动作情况如图3所示，线路零序电流模值和小于零序过流整定值，零序电压模值和小于零序过压整定值，传统继电保护装置拒动。本发明继电保护装置的动作情况如图4-图5所示，三相电流模值和与三相电流相量模值的最大值大于有电流门槛，三相电压模值和的最大值大于过压门槛，三相电压模值和的最小值小于低压门槛，每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值与三相电压模值和的最大值之商大于不平衡电压门槛，保护动作。
参照图3、图4、图5，图3为本发明广水示范工程110kV交流输电系统第一继电保护装置正方向被保护线路50％处即宝林-北环线路中点f处发生故障，故障类型为a相接地故障，过渡电阻为150欧姆时，传统继电保护装置的动作情况，图4-图5为本发明继电保护装置的动作情况。从图3-图5可以看出，本发明实施例提供的方法能够有效应对线路发生高阻接地故障。
本发明另一方面提供了一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护系统，包括：计算机可读存储介质和处理器；
所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；
所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行第一方面所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法。
本发明另一方面提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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，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，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
步骤一、判断零序电流模值和I0是否大于线路零序过流保护整定值I0set，若判断结果为是则执行保护动作，否则执行步骤二；
步骤二、比较电流相量值模值的最大值
Figure FDA00037819476900000112
电流模值和的最大值
Figure FDA00037819476900000113
得到二者较大值Imax，判断所述较大值Imax是否大于有电流门槛Iset，若判断结果为是则执行步骤三，否则保护不动作；
步骤三、判断零序电压模值和U0和是否大于零序过电压保护整定值U0set，若判断结果为是则执行保护动作，否则执行步骤四；
步骤四、判断三相电压模值和的最大值
Figure FDA0003781947690000011
三相电压模值和的最大值
Figure FDA0003781947690000012
和每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure FDA0003781947690000013
以及三相电压模值和的最小值
Figure FDA0003781947690000014
是否满足判据，并根据判据结果进行保护动作。
2.如权利要求1所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法，其特征在于，步骤四具体包括：若判据的比较结果分别为：
Figure FDA0003781947690000015
Figure FDA0003781947690000016
并连续满足三个采样点，并且此刻无保护闭锁，则输出保护动作标志，否则，保护不动作，其中，
Figure FDA0003781947690000017
为电压不平衡系数,
Figure FDA0003781947690000018
为低压门槛系数,
Figure FDA0003781947690000019
为过压门槛系数，UN为线路额定相电压。
3.如权利要求1所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法，其特征在于，所述三相电流相量值
Figure FDA00037819476900000110
和电流相量值模值的最大值
Figure FDA00037819476900000111
的计算方法为：
Figure FDA0003781947690000021
其中，ia(t)、ib(t)、ic(t)为经过低通滤波处理后t时刻的电流采样值，
Figure FDA0003781947690000022
Figure FDA0003781947690000023
为通过傅里叶算法后tn时刻的电流相量值，N为采样频率，i为虚数单位。
4.如权利要求1所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法，其特征在于，所述零序电流模值和I0的计算方法为：
Figure FDA0003781947690000024
其中，Δt为采样间隔，T为工频周期，i0(t)为t时刻的零序电流。
5.如权利要求1所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法，其特征在于，所述电流模值和的最大值
Figure FDA0003781947690000025
的计算方法为：
Figure FDA0003781947690000026
其中，ia(t)、ib(t)、ic(t)为经过低通滤波处理后t时刻的电流采样值，Δt为采样间隔，T为工频周期。
6.如权利要求1所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法，其特征在于，所述零序电压模值和U0的计算方法为：
Figure FDA0003781947690000027
其中，Δt为采样间隔，T为工频周期，u0(t)为t时刻的零序电压采样值。
7.如权利要求1所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法，其特征在于，三相电压模值和的最大值
Figure FDA0003781947690000031
三相电压模值和的最小值
Figure FDA0003781947690000032
以及每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure FDA0003781947690000033
的计算方法为：
Figure FDA0003781947690000034
Figure FDA0003781947690000035
Figure FDA0003781947690000036
其中，ua(t)、ub(t)、uc(t)为经过低通滤波处理后t时刻的电压采样值，Δt为采样间隔，T为工频周期。
8.一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护装置，其特征在于，包括：
第一判断模块，用于判断零序电流模值和I0是否大于线路零序过流保护整定值I0set，若判断结果为是则执行保护动作；
第二判断模块，用于在第一判断模块获得判断结果为否时，比较电流相量值模值的最大值
Figure FDA0003781947690000037
电流模值和的最大值
Figure FDA0003781947690000038
得到二者较大值Imax，判断所述较大值Imax是否大于有电流门槛Iset，若判断结果为否则保护不动作；
第三判断模块，用于在第二判断模块获得判断结果为是时，判断零序电压模值和U0和是否大于零序过电压保护整定值U0set，若判断结果为是则执行保护动作；
第四判断模块，用于在第三判断模块获得判断结果为否时，判断三相电压模值和的大值
Figure FDA0003781947690000041
三相电压模值和的最大值
Figure FDA0003781947690000042
和每两相间的相电压模值和之差的绝对值的最大值
Figure FDA0003781947690000043
以及三相电压模值和的最小值
Figure FDA0003781947690000044
是否满足判据，并根据判据结果进行保护动作。
9.如权利要求8所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护装置，其特征在于，所述第四判断模块根据判据结果进行保护动作具体包括：若判据的比较结果分别为：
Figure FDA0003781947690000045
并连续满足三个采样点，并且此刻无保护闭锁，则输出保护动作标志，否则，保护不动作，其中，
Figure FDA0003781947690000046
为电压不平衡系数,
Figure FDA0003781947690000047
为低压门槛系数,
Figure FDA0003781947690000048
为过压门槛系数，UN为线路额定相电压。
10.一种应对电力系统高阻接地故障的线路保护系统，其特征在于，包括：
计算机可读存储介质和处理器；
所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；
所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行权利要求1-7中任一项所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法。
11.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的应对电力系统高阻接地故障的线路保护方法。
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