振荡检测及解锁的改进方法技术

本发明专利技术公开了一种振荡检测及解锁的改进方法，在振荡将要平息情况下，两侧电源的相角差δ可能会停留在１８０度相当长的时间，目前国内外流行的振荡解锁方法将会引起误动，改进后的振荡检测及解锁方法，动态调整解锁元件的延时，使得距离保护在这种情况下不会误动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种电力系统。
技术介绍
当电力系统因静稳或动稳破坏而引起振荡时，如果没有采取措施，线路保护中的距离元件将会没有选择性的动作，切除被保护线路，这通常是不允许的。目前的线路保护中都有振荡闭锁及解锁的措施，检测出振荡时闭锁距离元件，当发生故障时，再根据振荡解锁条件来判断是否应该开放保护，但目前的方法仍有缺陷。当振荡中又发生了三相短路，需要根据振荡解锁判据开放保护，但系统振荡与三相短路不易区分。现在常用的几种振荡解锁方法，有个前提，一般是假定一个振荡周期中，两侧电源的相角差δ的角速度是基本恒定的，阻抗停留在保护区域内的时间是可以根据振荡速度推算出来的，当停留时间超过预定时间时，认为是发生了故障，解除振荡闭锁。但实际上，在某种情况下，当振荡逐渐平息时，特别是最后几个振荡周期，角度δ维持在180度左右的时间很长，即δ的角速度在这几个振荡周期中是变化的，在δ为180度左右时，角速度很小。在这种情况下，国内外流行的几种振荡解锁判据都会动作，导致保护误动。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提出一种振荡闭锁及解锁的改进方法，使得在某些情况下，振荡逐渐平息，两侧电源的相角差δ维持在180度左右的时间很长时，距离保护也不会误动。为了解决上述问题，本专利技术采用了以下技术方案。一种，在保护启动后经过一个较短的时间后进入振荡闭锁，这段时间记为T3；确定T3时，要考虑系统从扰动到发生振荡的时间，这段时间一般远大于200毫秒，T3的时间一般可取几十到数百毫秒；进入振荡闭锁后，对于不对称故障，利用不平衡电流来解除振荡闭锁；对于三相对称故障，则采用测量振荡中心电压的原理，振荡中心电压记为UOS，当UOSA时，延时T1开放，当UOSB时，延时T2开放保护，A、B代表不同的电压范围；其中，T1、T2的延时是动态调整的，调整方法是采用一个的振荡过程检测元件，使用两个阻抗测量元件及一个定时设备，如果测量阻抗停留在两个阻抗元件之间超过一定时间，就将T1、T2的时间设置的更长一些。当阻抗在两个阻抗测量元件区外时，将T1、T2的时间设置的更短一些。以下是本专利技术的积极效果。本专利技术目前已经历了多次仿真实验，并将该算法应用到新开发的超高压线路保护中，经历了动模实验考核，下面给出仿真试验的部分结果。动模系统采用图1所示的1500kV、400kM长距离双回路输电系统模型，做了大量的实验。使用动模系统模拟振荡，当系统单纯振荡无故障时，在不同振荡周期的情况下，系统启振和振荡平息时，新装置都不会误动。模拟振荡中区内发生故障，分别在K1、K11、K12发生不对称故障和对称性故障，保护正确动作。并模拟在一个振荡周期的不同时刻发生故障，包括启振、振荡中间、振荡结束时发生故障，保护都能正确动作，当在振荡周期中间发生故障时，如果附加的振荡过程检测元件动作后再故障，保护的动作时间会长一些。动模实验充分的证明了本专利的效果。附图说明图11500kV、400kM长距离双回路输电系统模型。图2振荡过程中，两侧正序电压及其夹角和UOS。图3振荡将要平息，两侧正序电压及其夹角和UOS。图4附加的振荡过程检测元件。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例进一步说明本专利技术。1)先就本专利给出一个使用示例。在保护启动后经过一个较短的时间T3后进入振荡闭锁，这段时间一般取150毫秒。进入振荡闭锁后，对于不对称故障，仍可以利用不平衡电流来解除振荡闭锁。对于三相对称故障，则采用测量振荡中心电压的原理，振荡中心电压UOS＝U1cosφ1，φ1是正序电流电压的夹角，U1为正序电压。当UOSA，例如当-0.03Un＜UOS＜0.08Un时，延时T1开放。当UOSB，例如当-0.1Un＜UOS＜0.25Un时，延时T2开放保护。T1、T2的的延时是动态调整的。调整方法是采用一个的振荡过程检测元件，使用两个阻抗测量元件及一个定时设备，例如使用双遮挡线原理，如果测量阻抗停留在两个阻抗元件之间超过一定时间，就将T1、T2的时间设置的更长一些，例如，T1取250毫秒，T2取600毫秒。当阻抗在两个阻抗测量元件区外时，将T1、T2的时间设置的更短一些，例如，T1取150毫秒，T2取500毫秒。2)根据具体实验模型来说明一下使用本专利的必要性。先简述一下动模实验模型、振荡过程中及将要平息时δ的变化及UOS。500kV、400kM长距离双回路输电系统模型如图1所示，N厂经500kV无互感双回输电线路与L系统相连，线路长度为400kM，N厂装有4台发电机组，总装机容量为2100MW，N厂经负荷变压器还接有负荷，负荷变压器的额定容量为1200MVA，所带负荷容量为1000MW，其中电动机负荷占65％左右，电阻性负荷占35％左右。L系统为一地区等值系统，有大、中、小三种运行方式，其对应的短路容量分别为20000MVA、10000MVA和3000MVA。图2是振荡过程中，两侧正序电压及其夹角和UOS。从图2可以看出，振荡过程中，两侧电压的相间差δ在0-360度之间变化，角速度基本恒定，符合条件-0.03Un＜UOS＜0.08Un的时间很短。图3是振荡将要平息，两侧电源相角差δ维持在180度左右的时间较长时，两侧正序电压及其夹角和UOS。从图中可以看出，振荡平息中，两侧电压的相间差在0-360度之间变化，但相角差在180度附近停留了相当长的时间。这种情况下保护将会误动。为避免误动，需要采取一些措施，我们是采用了一个振荡过程检测元件，如图4，将-R1与R1之间的区域称作区1，将-R2与R2之间的区域称作区2，当阻抗落入区2内但在区1外时，启动计时元件，超过一定时间，就将T1、T2的时间设置的更长一些。当阻抗在两个阻抗测量元件区外时，将T1、T2的时间设置的更短一些。3)确定附加的振荡过程检测元件的定值，包括两个阻抗元件的定值，下面以双遮挡线为例，如图4外面的电阻定值R2应按照躲开最大负荷时的电阻，里面的电阻定值R1按照躲开二段距离的电阻定值整定。4)确定时间定值。根据系统最短的振荡周期及两个电阻定值来确定。4)计算保护装置感受到的正序电阻。5)当正序电阻停留在两个阻抗元件之间的时间超过时间定值时，调整T1、T2的时间。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振荡检测及解锁的改进方法，其特征是：在保护启动后经过一个较短的时间后进入振荡闭锁，这段时间记为Ｔ３；确定Ｔ３时，要考虑系统从扰动到发生振荡的时间，这段时间一般远大于２００毫秒，Ｔ３的时间一般可取几十到数百毫秒；进入振荡闭 锁后，对于不对称故障，利用不平衡电流来解除振荡闭锁；对于三相对称故障，则采用测量振荡中心电压的原理，振荡中心电压记为Ｕ↓［ＯＳ］，当Ｕ↓［ＯＳ］＊Ａ时，延时Ｔ１开放，当Ｕ↓［ＯＳ］＊Ｂ时，延时Ｔ２开放保护，Ａ、Ｂ代表不同的电压范围； 其中，Ｔ１、Ｔ２的延时是动态调整的，调整方法是采用一个的振荡过程检测元件，使用两个阻抗测量元件及一个定时设备，如果测量阻抗停留在两个阻抗元件之间超过一定时间，就将Ｔ１、Ｔ２的时间设置的更长一些。当阻抗在两个阻抗测量元件区外时，将Ｔ１ 、Ｔ２的时间设置的更短一些。

【技术特征摘要】
1.一种振荡检测及解锁的改进方法，其特征是在保护启动后经过一个较短的时间后进入振荡闭锁，这段时间记为T3；确定T3时，要考虑系统从扰动到发生振荡的时间，这段时间一般远大于200毫秒，T3的时间一般可取几十到数百毫秒；进入振荡闭锁后，对于不对称故障，利用不平衡电流来解除振荡闭锁；对于三相对称故障，则采用测量振荡中心电压的原理，振荡中心电压记为UOS，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，刘世明，毛鹏，杜肖功，常宝波，王振华，
申请(专利权)人：烟台东方电子信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]