CN100581020C - 利用零序环回功能实现线路高阻快速跳闸的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种通过判断保护安装处电压、电流，判断是否区内外故障，并结合对侧零序电流的方向，实现高压线路保护在高阻情况全线速动的保护判据。该方法包括如下步骤：高压线路保护装置对互感器的电流电压波形进行采样得到电流电压瞬时值；通过傅氏算法求出各电气量的复数形式；通过滤序算法滤出保护安装处的零序电流和零序电压；首先判断本侧方向元件是否满足正、反方向元件判据的条件，若本侧不满足判断正、反方向元件的条件，判断对侧零序分量是否满足正方向判据，若对侧满足零序正方向判据，结合本侧具体情况，则两端快速跳闸，满足高压线路保护对高阻故障快速跳闸的要求。该方法对线路高阻接地故障时的零序方向识别更加准确，提高了零序保护的选择性、可靠性，满足线路保护在高阻情况下快速动作的要求。在提高零序保护的灵敏度的同时可保证保护的安全可靠运行。

Description

利用零序环回功能实现线路高阻快速跳闸的方法

技术领域

本发明涉及电力***领域，更具体地涉及继电保护的方法。

背景技术

输电线路是电力***发电、输送电等的基本设备，在电力***中占有非常重要的地位。而输电线路往往需要穿越山区、高原等地，近年来频繁发生由于对树枝、毛竹放电及雷害、山火造成的高阻接地故障，对主***影响较大，容易造成电网解列，以及变压器越级跳闸等重大事故。高压线路保护担负输送电的重要任务，是电力***的重要枢纽。它们造价极为昂贵，一旦因故障而遭到损坏，检修难度大、时间长，对国民经济造成的直接和间接损失十分巨大。这样就对高压线路保护装置的选择性、快速性、可靠性、灵敏性提出了更高的要求。

对于220KV～1000KV的高压线路保护，由于传输距离比较长，线路经过的地区比较复杂，往往会遇到各种形式的故障，近年来由于高阻接地故障引起的保护拒动的现象时有发生。当发生高阻间断性接地故障时，由于存在寄生电压，引起线路微机高频保护不能及时动作出口，导致停电范围进一步扩大的事故，严重影响了安全运行。对于高阻故障，目前纵联距离保护解决的办法主要是靠两侧纵联零序停信跳闸。而在实际高阻故障情况下，两侧纵联零序有可能只有一端满足纵联零序停信条件，另一端保护纵联零序不能满足条件，甚至是没有零序电流，因此纵联零序在此情况下往往不能满足快速出口动作的条件。而高压零序保护要保证选择性、可靠性，则需要零序元件准确判出零序正方向来把关，保证只有在保护范围内故障时，本保护装置才可以动作，反方向保护不能动作。目前零序方向主要是靠比较零序电压和零序电流之间的相角差在某一范围内才认为是在保护的正方向发生了故障，在其它的角度范围则认为是反方向故障或不是故障。

目前传统的纵联零序动作跳闸的条件是，两侧纵联零序都为正方向，而纵联零序正方向要求零序电流大于一定值且零序电压大于一定值；对于保护TA(电流测量元件)，TV(电压测量元件)来说，有一定的范围精度，如TA的10％的误差，对测量元件来说是允许其有误差的，这就要求当零序电压和零序电流小于一定数值时，不允许保护判方向，零序电流小则零序保护基本动作条件不满足，则不能动作。现场运行情况表明，在高阻接地故障时，零序电流条件一般都能满足零序保护的动作条件，但在某些条件下，如保护安装出口高阻故障时，对侧零序电流和零序电压都不满足条件，在500kV***及特高压等线路上，线路越长，此种情况发生的概率越大。而对于高压及特高压线路***，往往不允许线路长期带故障运行，此时若依靠后备动作，则动作时限一般较长，因此需要主保护快速动作，本发明针对此情况，提出可利用单端零序信息，利用纵联光纤通道两侧交换信息，可实现纵联零序保护快速跳闸。利用此方法可实行保护的选择性及速动性，结合正常的纵联零序保护，可实现全线路高阻情况下的快速跳闸。

发明内容

对于高阻接地故障，尤其是高压及特高压等线路，在发生线路高阻故障的情况下，线路两端往往只有一端满足零序电流和零序电压的条件，另一端可能零序电流和零序电压都不满足动作条件，本发明主要解决纵联零序在此情况下的快速动作的要求。该方法包括如下步骤：线路保护装置对互感器的电流电压波形进行采样得到电流电压瞬时值；通过傅氏算法求出电流电压瞬时值的复数形式；通过滤序算法滤出电流和电压的零序分量和负序分量和正序分量；计算纵联保护各方向元件；若本侧方向正向且对侧方向正向，两侧快速跳闸；若纵联保护各方向元件都不动作且本侧三相电压高于相电压预定值，而且零序电流低于零序电流预定值，此时若收到对侧零序方向为正方向的信号，则发允许信号允许两侧保护快速跳闸。

根据本发明，采用零序环回快速跳闸的条件是：

(本侧方向元件非正非反)∩(本侧电压高)∩(本侧零序电流低)∩(对侧零序正向)

式中：本侧方向元件指目前纵联距离保护所用的所有方向元件判据；

本侧电压高，是指三相电压的幅值都要高于一定值；

本侧零序电流低，是指要求本侧零序电流的幅值小于一定值；

在本发明中，出口跳闸的条件中，正、反方向元件都是指用本侧的电流、电压所计算的各种序分量及判据，目前，高压线路保护常用判方向的判据包括：记忆阻抗判方向，突变量判方向，零序元件判方向，负序元件判方向等，这都是本领域技术人员所熟知的。

该方法对高阻接地故障的识别更加准确，在提高灵敏度的同时可保证保护的安全可靠运行，较好地解决了长期以来高阻接地故障时，若只有单端满足动作条件时，现有保护不能正确动作的技术难题。

附图说明

附图1为零序环回动作示意图。

具体实施方式

以下论述中的符号使用如下：电流互感器(简称TA，以下同)和电压互感器(简称TV，以下同)。

首先保护根据保护安装处的TA和TV测得电流和电压的瞬时值。

其次通过傅氏算法求出各电气量的复数形式；

根据附图1显示的逻辑，步骤如下：

1)首先要计算纵联保护的各种方向元件；

2)若本侧方向正向且对侧方向正向，两侧快速跳闸；

3)若各方向元件正、反向都不动作，则判断三相电压和三相电流的大小；

4)若三相电压大于一定门槛且零序电流小于一定门槛，此时若收到对侧零序正向的信号，则发允许信号允许两侧保护跳闸；

当发生保护线路内部高阻故障时，两侧保护可能只有一侧能满足零序电流和零序电压判断零序方向元件的条件，另一侧电流和电压基本没变化，电压等级越高，线路越长，在线路末端高阻故障时此情况出现的可能性越大，因此，在这种情况下，使用零序环回功能可保证纵联保护快速跳闸；在实际应用中，现场电压标准值应在57.7V左右，考虑一定的可靠性，相电压的门槛值可选在50V左右，而零序电流的门槛值可选择和零序停信门槛值有关的值，或者取一可靠系数，以保证正反方向可靠判别，目前，该系数可选择0.9～0.95倍零序停信门槛值左右；区外高阻故障时，由于靠近故障点的反方向元件先动作，因此，零序环回功能不会误动。由于使用零序环回功能需用到电流和电压，因此，在TA断线和TV断线的情况时，将闭锁本保护。

实际上，在复杂的区外故障暂态过程中，例如当区外故障，近端保护所测的零序电压可以满足条件，纵联方向保护两侧的正反方向元件总是相互配合的，因此在反向故障时，本方向元件不会误动作。当发生相间故障时，由于没有零序电压，同时也没有零序电流，故本元件也不会发生误动作。

综上所述，本发明在高压线路保护只有一侧满足零序元件动作条件时，结合另一侧电流、电压的具体情况，可实行全线路高阻情况下的快速跳闸，在提高灵敏度的同时可保证保护装置的安全可靠运行。

Claims (2)

1.一种在电力***的高压输电线路利用两侧信息实现快速跳闸的方法，该方法包括如下步骤：

线路保护装置对互感器的电流电压波形采样得到电流电压瞬时值；

通过傅氏算法求出电流电压瞬时值的复数形式；

通过滤序算法滤出电流和电压的零序分量和负序分量和正序分量；

计算纵联保护各方向元件；

其特征在于：

若本侧方向正向且对侧方向正向，两侧快速跳闸；

若本侧所计算的正、反方向元件都不满足快速跳闸条件，且本侧三相电压高于相电压预定值，零序电流小于零序电流预定值，此时若收到对侧零序方向为正方向的信号，则两侧快速出口跳闸。

2.如权利要求1的方法，其中出口跳闸的条件中，正、反方向元件都是指用本侧的电流、电压所计算的各种序分量及判据。