本發(fā)明專利技術(shù)公開了基于變壓器中性點(diǎn)零序電流的輸電線路零序縱聯(lián)保護(hù)方法。本發(fā)明專利技術(shù)以變壓器中性點(diǎn)的零序電流為基準(zhǔn)，以變壓器中性點(diǎn)零序電流與保護(hù)零序電流的相位差作為判向依據(jù)。因不利用電壓量就能準(zhǔn)確判斷故障方向，從而克服了傳統(tǒng)零序方向元件因零序電壓過小引起的保護(hù)的誤動(dòng)或者拒動(dòng)問題，提高了線路縱聯(lián)保護(hù)的正確動(dòng)作率，增加保護(hù)的可靠性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及高壓輸電線路縱聯(lián)保護(hù)研究領(lǐng)域，具體為基于變壓器中性點(diǎn) 零序電流的輸電線路縱聯(lián)方向保護(hù)。
技術(shù)介紹
零序縱聯(lián)方向保護(hù)具有動(dòng)作速度快、方向性明確、不受負(fù)荷和系統(tǒng)震蕩 影響的優(yōu)點(diǎn)，而且受過渡電阻影響小，沒有電壓死區(qū)。高壓電網(wǎng)中性點(diǎn)直接 接地、零序故障網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較固定，因此零序縱聯(lián)方向保護(hù)在方向保護(hù)中發(fā) 揮了重要的作用， 一般可作為接地故障的主保護(hù)。輸電線路零序縱聯(lián)方向保護(hù)測得的零序電壓實(shí)際為變壓器上零序分壓。 隨著電力系統(tǒng)發(fā)展，變壓器容量越來越大，其零序阻抗越來越小，線路保護(hù)的 零序電壓很小。線路零序方向元件進(jìn)行故障方向判別時(shí)，可能由于零序電壓 過低而不滿足靈敏度要求。現(xiàn)場中也多次發(fā)生因零序電壓不滿足靈敏度要求 造成的誤動(dòng)和拒動(dòng)事故。當(dāng)采用提高門檻值，在門檻值下將零序保護(hù)閉鎖的 方法時(shí)，可能造成保護(hù)拒動(dòng)，從而擴(kuò)大停電范圍。而且，如受二次電壓回路 中性點(diǎn)接地或者接地點(diǎn)松動(dòng)的影響，零序電壓將無法反應(yīng)真實(shí)的相位，從而 造成零序保護(hù)的誤動(dòng)。目前，解決線路零序縱聯(lián)方向保護(hù)因零序電壓太小而引起保護(hù)誤動(dòng)或者 拒動(dòng)的方法有很多，但是這些方法都存在著一些缺陷-(1) 對零序電壓進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ荒芴岣哒蚬收响`敏度，卻降低了 反向故障靈敏度。(2) 記憶電壓雖然在保護(hù)中廣泛應(yīng)用，但對零序保護(hù)一直沒有相應(yīng)的解 決方案。(3) 基于故障類型的零序方向元件，在重負(fù)荷和系統(tǒng)震蕩情況下必須閉鎖，而且必須以故障選相為基礎(chǔ)，如果選相失敗，故障方向的判別也不成立。 為此需要尋找一種新的零序縱聯(lián)方向保護(hù)，解決保護(hù)因零序電壓太小帶 來的拒動(dòng)和誤動(dòng)問題，并且能夠可靠判斷故障發(fā)生方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種能更好解決因零 序電壓過小引起的輸電線路縱聯(lián)方向保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)的方法。該方法原理 簡單，動(dòng)作可靠、穩(wěn)定。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的包括以下步驟(1) 以變壓器中性點(diǎn)零序電流4和保護(hù)零序電流/,。相位差argiM乍為判(。向依據(jù)；(2) 當(dāng)90、arg^^270。時(shí)，滿足正向故障判據(jù)，判定為正向接地故障；當(dāng)〔。-卯、argi^90。時(shí)，滿足方向故障判據(jù)，判定為反向接地故障； 、。(3)如果線路兩端保護(hù)都判為正向接地故障，則故障為區(qū)內(nèi)故障，兩端 保護(hù)動(dòng)作；如果一端線路保護(hù)判向?yàn)檎蚪拥毓收希硪欢司€路保護(hù)判向?yàn)榉聪蚪拥毓收希瑒t故障為區(qū)外故障，兩端保護(hù)不動(dòng)作。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)(1) 因不采用電壓量，避免保護(hù)因零序電壓不滿足靈敏度要求而引起的保 護(hù)或者拒動(dòng)問題，提高保護(hù)的準(zhǔn)確動(dòng)作率；(2) 與電壓補(bǔ)償法比較，本保護(hù)正反向故障的靈敏度都得到大幅度提高；(3) 原理簡單，動(dòng)作可靠迅速；(4) 因利用零序分量，故保護(hù)具有不受負(fù)荷、系統(tǒng)振蕩影響，受過渡電阻 影響小的優(yōu)點(diǎn)。附圖說明圖1為線路微機(jī)保護(hù)的硬件結(jié)構(gòu)框圖；圖2為雙端電源供電系統(tǒng)圖3為^點(diǎn)接地故障零序網(wǎng)圖4為&點(diǎn)接地故障零序網(wǎng)圖5為變壓器高壓側(cè)母線有兩條出線系統(tǒng)接線圖6為&點(diǎn)接地故障零序網(wǎng)圖7為750kV輸電線路RTDS仿真系統(tǒng)圖； 下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 具體實(shí)施例方式參見圖1，本專利技術(shù)屬于線路微機(jī)保護(hù)，線路兩側(cè)都裝設(shè)有使用本專利技術(shù)的 保護(hù)裝置。保護(hù)裝置的輸入量為保護(hù)安裝處的三相電流和變壓器中性點(diǎn)的零 序電流。它們由保護(hù)的電流互感器TA測得。圖1虛線框內(nèi)為本專利技術(shù)的硬件結(jié) 構(gòu)框圖，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、微機(jī)主系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)三部分構(gòu)成，本專利技術(shù) 的判別元件核心算法通過編制程序在微機(jī)DSP主系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；本專利技術(shù)的關(guān)鍵算 法在DSP微機(jī)系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)。保護(hù)測得A、 B、 C三相電流/,、 f7A、 /,和變壓器中性點(diǎn)零序電流"的時(shí)域離散值，經(jīng)采樣保持和A/D轉(zhuǎn)換后，送至微機(jī)主系 統(tǒng)，由相應(yīng)算法計(jì)算保護(hù)安裝處零序電流/,。和變壓器中性點(diǎn)零序電流/,。的相位差，進(jìn)而判斷故障方向。傳統(tǒng)輸電線路零序縱聯(lián)方向保護(hù)以保護(hù)測得零序電壓為基準(zhǔn)，對保護(hù)測得零序電壓和保護(hù)測得零序電流進(jìn)行比相，以arg，作為判向依據(jù)(其中3《。為線路保護(hù)零序電壓，3/,。為線路保護(hù)零序電流，A。為模擬阻抗)。引起 保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)的原因就是線路保護(hù)零序電壓3《。過小。因變壓器中性點(diǎn) 零序電流4與線路保護(hù)零序電壓3《。相位差恒定不變，此處以變壓器中性點(diǎn) 零序電流4代替線路保護(hù)零序電壓3《。，與線路保護(hù)零序電流&進(jìn)行比相， 這就是基于變壓器中性點(diǎn)零序電流輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的原理。以圖2所示系統(tǒng)為例推導(dǎo)故障判據(jù)。其中變壓器為自耦變壓器，線路/,兩 端都裝設(shè)有線路零序縱聯(lián)方向保護(hù)，以線路/,右端線路零序縱聯(lián)方向保護(hù)為 研究對象，正向接地故障點(diǎn)設(shè)置在線路/,上&點(diǎn)，反向接地故障發(fā)生在線路/2 上&點(diǎn)；以線路/,右端零序方向保護(hù)為研究對象，其中自耦變壓器采用 Y。/Y。/A接線，I為高壓側(cè)，II為中壓側(cè)，III為低壓側(cè)。(1) 在保護(hù)正方向)t,點(diǎn)發(fā)生接地故障，零序網(wǎng)絡(luò)圖如圖3所示，其中，故 障電源《。位于故障點(diǎn)& ,變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)零序阻抗Z"與變壓器高壓側(cè)零 序漏抗^。串聯(lián)，變壓器中壓側(cè)系統(tǒng)零序阻抗Z^。與變壓器中壓側(cè)零序漏抗^。 串聯(lián)，變壓器低壓側(cè)零序漏抗Z,。先與中壓側(cè)串聯(lián)支路并聯(lián)，然后與高壓側(cè)支 路串聯(lián)；其中4>、 4。、 4分別為變壓器高、中、低壓側(cè)零序電流(參數(shù)歸算到高 壓側(cè))。經(jīng)推導(dǎo)得變壓器中性點(diǎn)零序電流3 / 一 —3 / +ZTO0—d — i)z,0 、-- ~^~+z +zarg & = — arg Zs/"。 + Zffl。 — ("^" — 1)Z/。 《 180°■^0 "^SmO T乙加o卞(2) 在保護(hù)反方向&點(diǎn)發(fā)生接地故障，零序網(wǎng)如圖4所示，故障電源&。位 于故障點(diǎn)^ ，變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)零序阻抗Z^與變壓器高壓側(cè)零序漏抗4。串 聯(lián)，變壓器中壓側(cè)系統(tǒng)零序阻抗Z^與變壓器中壓側(cè)零序漏抗Zm。串聯(lián)，變壓 器低壓側(cè)零序漏抗Z,。先與高壓側(cè)串聯(lián)支路并聯(lián)，然后與中壓側(cè)支路串聯(lián)；經(jīng)推導(dǎo)可得變壓器中性點(diǎn)零序電流3/ =3/arg ill =祉g(Z的+ Z層)+ ("細(xì)—1)Z,0《。。 A。 Z,。(3)對于如圖5所示高壓側(cè)母線有兩條出線的情況，以線路A右端線路 零序縱聯(lián)方向保護(hù)為研究對象，當(dāng)/3上&點(diǎn)接地短路時(shí)對/,上保護(hù)為反向區(qū)外 故障，此時(shí)零序網(wǎng)絡(luò)圖如圖6所示。由圖6經(jīng)推導(dǎo)可得31ro 一 Zs/10 + Zm0 - (w細(xì)—1)Z/C^ro 二 "z:/io_____其中2" = "Z^mo + ZmC))厶Tiwn t厶—n 丁Z^/io * + Zm0 - - l)Z,oarg^ = arg — ， v'細(xì) ""'o《q。其中Z^。為線路/,阻抗與其系統(tǒng)阻抗之和，2/3。為母線到線路/3上故障點(diǎn) 的阻抗；由以上分析可知變壓器中性點(diǎn)零序電流與保護(hù)零序電流相位差在正向接 地故障時(shí)約為18(t，在反向接地故障時(shí)約為(t，正反向故障時(shí)具有明確的方 向性(該結(jié)論同樣適用于普通變壓器系統(tǒng))。考慮各種因素影響，基于變壓器 中性點(diǎn)零序電流方向元件正方向故障時(shí)判據(jù)為90° <arg-^<270° A。反方向故障時(shí)判據(jù)為-90° <argU° A。系統(tǒng)發(fā)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
基于變壓器中性點(diǎn)零序電流的輸電線路零序縱聯(lián)保護(hù)方法，其特征在于： （１）以變壓器中性點(diǎn)零序電流Ｉ↓［Ｔ０］和保護(hù)零序電流Ｉ↓［Ｊ０］相位差ａｒｇＩ↓［Ｔ０］／Ｉ↓［Ｊ０］作為判向依據(jù)； （２）當(dāng)９０°＜ａｒｇＩ↓［Ｔ０］／Ｉ↓［ Ｊ０］＜２７０°時(shí)，滿足正向故障判據(jù)，判定為正向接地故障；當(dāng)－９０°＜ａｒｇＩ↓［Ｔ０］／Ｉ↓［Ｊ０］＜９０°時(shí)，滿足方向故障判據(jù)，判定為反向接地故障； （３）如果線路兩端保護(hù)都判為正向接地故障，則故障為區(qū)內(nèi)故障，兩端保護(hù)動(dòng)作；如果一 端線路保護(hù)判向?yàn)檎蚪拥毓收希硪欢司€路保護(hù)判向?yàn)榉聪蚪拥毓收希瑒t故障為區(qū)外故障，兩端保護(hù)不動(dòng)作。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：索南加樂，粟小華，杜斌，張健康，胡勇，
申請(專利權(quán))人：西安交通大學(xué)，西北電網(wǎng)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：87[中國|西安]
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