电力系统负序纵联差动保护方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统负序纵联差动元件，发生区内不对称故障后，如果线路两侧负序电流和的幅值超过门槛值，同时超过一定倍数的两侧负序电流差的幅值就判断发生了区内不对称故障，加上一定的延时就可以三相跳闸或在选相元件的配合下分相跳闸。与目前所用的纵联差动元件相比，具有不受负荷电流的影响、允许较大的通道不对称性、电容电流的影响小、故障发生以后能始终存在、高灵敏度等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统继电保护方法，具体地说，是一种用于判断电力系统交流输电线路是否发生区内不对称故障的方法。
技术介绍
目前的纵差保护有相电流差动保护、工频变化量差动保护、零序差动保护。比例制动式分相电流差动保护在某些工况下会拒动，如超高压长线路经过渡电阻的接地故障、重负荷线路的接地故障、相间高阻故障，此时通常用零序差动保护或工频变化量差动保护来弥补相电流差动的缺陷，但工频变化量差动一般投入时间比较短，随着故障的发展工频变化量差动保护将退出运行，虽然零序差动保护具有良好的抗过渡电阻能力，但对相间高阻故障无能为力。正常运行的超高压长线路电容电流比较大，在线路充电过程中将更大，为了躲过线路电容电流的影响通常将相电流差流定值整定的比较高，这样势必会影响相电流差动保护对轻微故障的反映能力。另外，随着数字同步网在电力系统逐步应用，纵差通道不对称的情况将有可能出现，此时纵差保护的同步算法，即乒乓法将出现较大的误差，这样会不同程度地削弱相电流差动保护的灵敏度，特别是在重负荷的情况下，但只反映故障分量的差动保护受通道不对称的影响要小，又由于工频变化量差动及零序电流差动有上述缺点，将使相间故障在通道不对称的情况下失去可靠的纵差保护。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种判断线路区内不对称轻微故障的方法，即反映稳态故障分量的负序纵联差动元件，用于克服上述已有方法的缺陷，称为电力系统负序纵联差动元件。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案。发生区内不对称故障后，如果线路两侧负序电流和的幅值超过门槛值，同时超过一定倍数的两侧负序电流差的幅值就判断发生了区内不对称故障，加上一定的延时就可以三相跳闸或在选相元件的配合下分相跳闸。具体判据|I.2M+I.2N|≥I87L2semng]]>|I.2M+I.2N|≥k|I.2M-I.2N|]]>187L2semng为负序差流整定门槛值；K为比例制动系数； 为线路两端负序电流的相量；两式同时满足，并持续一定的时延，再按选相元件的结果进行跳闸或由用户整定为三相跳闸方式进行跳闸。负序电流差动具有不受负荷电流的影响、允许较大的通道不对称性、电容电流的影响小、故障发生以后能始终存在等优点。本专利技术具有很高的灵敏性和准确性，具有不受电力系统振荡、转换性故障、相邻线互感、串补电容等影响，特别是正常的线路电容电流及纵差通道的不对称性对其影响较相电流差动保护来说要小的多。附图说明图1纵差通道连接图；图2负序纵联差动流程图；图3500kV400km双回输电线路系统图。图4500kV短线环网输电系统图。具体实施例方式下面以单回线路(两断系统)为例，并结合附图1-4进一步说明本专利技术。1)使能控制判断负序纵联差动保护模块必须在纵差通道正常，同时启动元件动作的情况下才能投入，否则不投入该模块。2)同步负序电流计算首先要用乒乓法将线路两端的三相电流校正到同步，然后通过序分量的计算公式获取两端的同步正序、负序电流，序分量计算公式如下。2I1=I.a+a·I.b+a2·I.c,3I2=I.a+a2·I.b+a·I.c]]>其中，a＝1∠120°， 分别表示A、B、C三相电流，3I1、3I2分别表示3倍的正序、负序电流。3)负序纵联差动逻辑判断1、利用上述方法获得两侧的同步负序电流进行负序差流和制动电流的幅值计算；2、检查负序差动元件是否有防抖输出，如果有则将持续7个周波闭锁该差动元件，防抖输出的目的是抗区外故障一侧CT饱和时的工况，防抖输出通过两个判据来实现。第一个判据如果负序差流幅值持续一个周波以上高于负序差流定值，k倍的制动电流幅值也持续一个周波以上大于差流幅值，这两个条件同时满足则认为有防抖输出；第二判据任一侧三相电流的幅值大于3倍的额定电流。3、负序差动元件动作的条件为差流幅值高于负序差流定值*、没有CT故障信号、没有防抖输出、有可靠的负序电流值。4)与其他条件或元件的逻辑配合如果负序差动元件持续DELAY时延都有效，则认为本侧的负序差动元件动作，此时就可以向线路对侧的差动保护装置发送本侧负序差动动作信号；负序差动元件能跳闸出口的条件为用户的软压板、配置字投入、两侧负序差动元件都动作；负序差动元件跳闸出口方式有一下几个因素决定如果用户投入三相跳闸方式或此时三跳使能信号有效(3TE)则三相跳闸，否则按选相元件的选相结果进行跳闸。流程图中，负序差流定值*表示在两侧开关某一相为分位时将负序差流整定值提高到3倍。时延DELAY在某一相开关为分位时为30ms，两侧三相开关都在合位时为20ms，在选相元件失效时为500ms。下面给出RTDS动模试验的部分结果系统模型为400km、500kV的超高压输电线路和500kV短线环网输电系统。系统模型如附图3、4所示，其模型线路相关参数如下表格1线路相关参数 两台光纤纵差保护装置安排在NL1线路上。在负序差动元件始终投入的情况下，实验项目包括保护区内外金属性故障、发展性故障、区内外经过渡电阻短路故障、系统稳定破坏、手合带故障线路、系统频率偏移、CT饱和。实验结果令人满意，负序差动元件没有出现误动或拒动的情况，只是在CT特别严重饱和的情况下(5ms以内)，有可能出现误动的情况。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统负序纵联差动元件，其特征为：发生区内不对称故障后，如果线路两侧负序电流和的幅值超过门槛值，同时超过一定倍数的两侧负序电流差的幅值就判断发生了区内不对称故障，加上一定的延时就可以三相跳闸或在选相元件的配合下分相跳闸。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统负序纵联差动元件，其特征为发生区内不对称故障后，如果线路两侧负序电流和的幅值超过门槛值，同时超过一定倍数的两侧负序电流差的幅值就判断发生了区内不对称故障，加上一定的延时就可以三相跳闸或在选相元件的配合下分相跳闸。2.如权利要求1所述的电力系统负序纵联差动元件，其特征为|I·2M+I·2N|≥I87L2set...

【专利技术属性】
技术研发人员：常宝波，刘世明，刘凯，张进，
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]