一种基于二维平面的距离保护分析方法技术

本发明专利技术提供了一种基于二维平面的距离保护分析方法，该方法包括以下步骤：I、获取保护安装处的参数；II、确定所述保护安装处的电流不对称度和电压余弦分量；III、建立所述二维平面；IV、构建数据模型；V、故障分区；VI、判断距离保护动作。本发明专利技术的方法能在同一平面上分析两种故障表征量，准确灵敏地判断故障的不对称程度，提高振荡闭锁期间故障的开放能力及防止距离保护过负荷情况下误动。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二维平面的距离保护分析方法
本专利技术涉及一种电力系统继电保护领域的方法，具体讲涉及一种基于二维平面的距离保护分析方法。
技术介绍
保护装置中为距离保护设有振荡闭锁环节，而在振荡闭锁中发生故障时需要再次开放保护，通常利用电流不对称度m来开放不对称故障，利用电压余弦分量Ucosφ开放对称性故障。同理，该思路也可用于区分线路过负荷与故障，当电流不对称度m和电压余弦分量Ucosφ反应出故障特征时，开放距离三段保护，未反应出故障特征时即闭锁保护防止过负荷误动。然而，现有技术的方法孤立的使用电流不对称度m和电压余弦分量Ucosφ，导致的问题是不能准确判断故障的严重程度，尤其在发生单相高阻接地故障时，电流不对称度m值很小，无法准确开放距离保护，造成振荡期间再故障时距离保护拒动。因此，需要提供一种能在同一平面上分析两种故障表征量，准确灵敏地判断故障的不对称程度，提高振荡闭锁期间故障的开放能力及防止距离保护过负荷情况下误动的距离保护分析方法。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于二维平面的距离保护分析方法。实现上述目的所采用的解决方案为：一种基于二维平面的距离保护分析方法，其改进之处在于：所述方法包括以下步骤：I、获取保护安装处的参数；II、确定所述保护安装处的电流不对称度和电压余弦分量；III、建立所述二维平面；IV、构建数据模型；V、故障分区；VI、判断距离保护动作。进一步的，所述步骤I的参数包括所述保护安装处的相电压和相电流。进一步的，所述步骤II中，对所述保护安装处的相电压和相电流进行相序变换，确定正序电压、负序电压、零序电压、正序电流、负序电流和零序电流；根据所述正序电压、负序电压、零序电压、正序电流、负序电流和零序电流确定所述保护安装处的电流不对称度m和电压余弦分量进一步的，按下式(1)确定所述电流不对称度m式中，I1、I2、I0分别为正序电流分量、负序电流分量、零序电流分量。进一步的，按下式(2)确定所述正弦分量、相分量和相间分量：式中，U1、Ui、Uii分别为电压的正序分量、相分量和相间分量，φ1、φi、φii分别为正序电压与正序电流的夹角、相电压与相电流的夹角、相间电压与相间电流的夹角，θ为线路阻抗角。进一步的，所述步骤III中，根据所述电流不对称度和电压余弦分量建立所述二维平面。进一步的，构建所述数据模型并仿真，在所述二维平面上标注所述电流不对称度和电压余弦分量；进一步的，所述电压余弦分量包括正序电压余弦分量、相电压余弦分量和相间电压余弦分量。进一步的，所述二维平面包括：所述电流不对称度和正序电压余弦分量的二维平面、所述电流不对称度和相电压余弦分量的二维平面及所述电流不对称度和相间电压余弦分量的二维平面。进一步的，所述步骤V中，故障分区包括根据电流不对称度和电压余弦分量在二维平面上划分严重故障区、经小过渡电阻故障区或振荡区、高阻故障区和正常负荷区；进一步的，若0.7＜m＜1，m为电流不对称度，判断为所述严重故障区；若为电压余弦分量，判断为所述经小过渡电阻故障区或振荡区；若m为电流不对称度，为电压余弦分量，判断为所述高阻故障区；除所述严重故障区、经小过渡电阻故障区或振荡区、高阻故障区和正常负荷区外为正常负荷区。进一步的，所述步骤VI中，判断距离保护动作包括以下步骤：S601、根据所述故障区构建相应的距离保护开放判据；对于所述严重故障区，直接开放距离保护；对于所述经小过渡电阻故障区或振荡区，直接开放距离保护III段；对于所述高阻故障区，直接开放距离保护；对于所述正常负荷区，闭锁距离保护。S602、根据所述距离保护开放判据开放距离保护，当保护安装处测量阻抗进入距离保护区时，距离保护动作。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的方法利用数字仿真的方法，在仿真分析过程中从二维平面上同时监视m和通过二者数值关系可以反映输电线路的负荷、振荡、对称故障、不对称故障以及过渡电阻大小等信息。2、本专利技术提供的方法根据仿真曲线在二维平面上进行故障分区，针对不同的故障分区结果，设定不同的距离保护判据，从而能够提高距离保护判据的针对性，提高振荡闭锁期间故障开放能力，防止过负荷情况下距离保护III段误动等，提升距离保护的动作性能。3、本专利技术提供的方法综合利用m和Ucosφ的信息，在同一平面上分析两种故障表征量，能够准确灵敏地判断故障的不对称程度，从而实现振荡闭锁的正确开放以及防保护过负荷误动等功能。4、本专利技术提供的方法同时利用电压和电流信息反映故障特征，克服了利用单一电气特征分析故障的不足，本方法可以用于距离保护判据设置及定值选取，便于定性分析故障与负荷的特征。附图说明图1为本实施例中电流不对称度和正序电压余弦分量二维平面示意图；图2为本实施例中单相接地时电流不对称度和正序电压余弦分量随过渡电阻变化曲线示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。本专利技术提供的一种基于二维平面的距离保护分析方法，该方法基于二维平面进行距离保护分析，二维平面指保护安装处的电流不对称度m和电压余弦分量的二维平面；通过上述二维平面分别进行故障分区，根据不同分区建立距离保护判据，进行距离保护动作。通基于二维平面分析建立的距离保护判据可提升距离保护动作性能。上述电压余弦分量具体包括正序电压余弦分量、相电压余弦分量和相间电压余弦分量。从而，上述二维平面可包括三种，具体包括：所述电流不对称度和正序电压余弦分量的二维平面、所述电流不对称度和相电压余弦分量的二维平面及所述电流不对称度和相间电压余弦分量的二维平面。本专利技术中，基于二维平面的距离保护分析方法包括以下步骤：I、获取保护安装处的参数；II、确定所述保护安装处的电流不对称度和电压余弦分量；III、建立所述二维平面；IV、构建数据模型；V、故障分区；VI、判断距离保护动作。步骤I中，获取的参数包括保护安装处的相电压和相电流。步骤II中，对所述保护安装处的相电压和相电流进行相序变换，确定正序电压、负序电压、零序电压、正序电流、负序电流和零序电流。具体包括：获取保护安装处的相电压和相电流，并确定ABC三相电压相量和ABC三相电流相量运用对称分类法提取正序电压负序电压零序电压正序电流负序电流和零序电流按下式提取：其中，分别为电压相量，分别为电流相量，X相为基准相，X为任意A、B、C，当A相为基准相时，Y相为B，Z相为C，当B相为基准相时，Y相为C，Z相为A，当C相为基准相时，Y相为A，Z相为B。以A相为基准，如下式所示：其中，分别为电压相量，分别为电流相量。根据所述正序电压、负序电压、零序电压、正序电流、负序电流和零序电流确定所述保护安装处的电流不对称度m和电压余弦分量①、确定电流不对称度m按下式(1)确定所述电流不对称度m式中，I1、I2、I0分别为正序电流分量、负序电流分量、零序电流分量。②、确定电压余弦分量包括确定正序电压余弦分量、相电压余弦分量和相间电压余弦分量按下式(2)确定所述正弦分量、相分量和相间分量：式中，U1、Ui、Uii分别为电压的正序分量、相分量和相间分量，φ1、φi、φii分别为正序电压与正序电流的夹角、相电压与相电流的夹角、相间电压与相间电流的夹角，θ为线路阻抗角。步骤III中，根据所述电流不对称度和电压余弦分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于二维平面的距离保护分析方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤： I、获取保护安装处的参数； II、确定所述保护安装处的电流不对称度和电压余弦分量； III、建立所述二维平面； IV、构建数据模型； V、故障分区； VI、判断距离保护动作。

【技术特征摘要】
1.一种基于二维平面的距离保护分析方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：I、获取保护安装处的参数；II、确定所述保护安装处的电流不对称度和电压余弦分量；III、建立所述二维平面；IV、构建数据模型；V、故障分区；VI、判断距离保护动作；所述步骤V中，故障分区包括根据电流不对称度和电压余弦分量在二维平面上划分严重故障区、经小过渡电阻故障区或振荡区、高阻故障区和正常负荷区；所述步骤VI中，判断距离保护动作包括以下步骤：S601、根据所述故障分区构建相应的距离保护开放判据；对于所述严重故障区，直接开放距离保护；对于所述经小过渡电阻故障区或振荡区，直接开放距离保护III段；对于所述高阻故障区，直接开放距离保护；对于所述正常负荷区，闭锁距离保护；S602、根据所述距离保护开放判据开放距离保护，当保护安装处测量阻抗进入距离保护区时，距离保护动作；若0.7＜m＜1，m为电流不对称度，判断为所述严重故障区；若为电压余弦分量，判断为所述经小过渡电阻故障区或振荡区；若判断为所述高阻故障区；除所述严重故障区、经小过渡电阻故障区或振荡区、高阻故障区外为正常负荷区。2.如权利要求1所述的一种基于二维平面的距离保护分析方法，其特征在于：所述步骤I的参数包括所述保护安装处的相电压和相电流。3.如权利要求2所述的一种基于二维平面的距离保护分析方法，其特征在于：所述步骤II中，对所述保护安装处的相电压和相电流进行相序变换，确定正序电压、负序电压、零序电压、正序电流、负序电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴国，柳焕章，周泽昕，王德林，韩鹏飞，李勇，姜宪国，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，华中电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11