基于电压相位比较的单相接地距离保护系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种基于电压相位比较的单相 接地距离保护系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 单相接地作为电力系统中最常见的故障，除人为构造的金属性短路故障外，故障 时短路点均存在过渡电阻，而过渡电阻的存在易引起距离保护超越或拒动，给电力系统的 安全运行带来严峻挑战。
[0003]目前，针对距离保护抗过渡电阻能力的研究主要分为三类：1)自适应整定保护定 值，增强保护抗过渡电阻能力，通过建立计算线路故障阻抗的电抗分量和电阻分量的自适 应数学模型，以反映线路的故障阻抗。2)补偿过渡电阻引起的故障附加阻抗，使测量阻抗更 准确的反映故障位置，利用保护安装处有功功率计算过渡电阻，通过补偿附加测量阻抗使 测量阻抗较准确地反映实际故障位置。3)利用过渡电阻自身故障特征判别区内与区外故 障，通过计算线路内部单相接地故障时过渡电阻消耗的有功功率识别故障。
[0004] 上述方案能够较好地解决过渡电阻问题，但在方案构建的过程中，均未利用电压 相位信息改善距离保护的抗过渡电阻能力。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，提供一种基于电压相位比较的单相接地距离保护系统及其方 法，用于解决过渡电阻引起的距离保护超越或拒动的问题。
[0006] -种基于电压相位比较的单相接地距离保护系统，包括顺序相连的数据读入模 块、保护计算模块和保护动作模块；
[0007] 所述数据读入模块用于采集距离保护安装处的电压、电流、测量负序电流和距离 保护整定值，并将采集的数据发送至保护计算模块；
[0008] 所述保护计算模块用于根据距离保护安装处的电压、电流、测量负序电流和距离 保护整定值来计算距离保护安装处的电压与故障点的电压之间的相角差以及距离保护安 装处的电压与补偿电压之间的相角差，并将计算结果发送至保护动作模块；
[0009] 所述保护动作模块用于判断是否满足保护判据启动条件，并在满足保护判据启动 条件时，根据距离保护安装处的电压与故障点的电压之间的相角差和距离保护安装处的电 压与补偿电压之间的相角差，来确定是否发送跳闸信号。
[0010] 一种基于电压相位比较的单相接地距离保护方法，包括：
[0011] 步骤1 :采集数据，包括距离保护安装处的电压、电流、测量负序电流和距离保护 整定值；
[0012] 步骤2 :计算距离保护安装处的电压与故障点的电压之间的相角差、距离保护安 装处的电压与补偿电压之间的相角差；
[0013] 步骤3 :判断系统是否满足保护判据启动条件，并在满足保护判据启动条件时，根 据距离保护安装处的电压与故障点的电压之间的相角差以及距离保护安装处的电压与补 偿电压之间的相角差，来确定是否发送跳闸信号。
[0014] 所述距离保护安装处的电压与故障点的电压之间的相角差的计算公式为： (Puf=<Pui+ ；
[0015] 其中，也?为距离保护安装处的电压与距离保护安装处的电流之间的相角差；
[0016] %为距离保护安装处的电流与故障点的电压之间的相角差，且
【主权项】
1. 一种基于电压相位比较的单相接地距离保护系统，其特征在于，包括顺序相连的数 据读入模块、保护计算模块和保护动作模块； 所述数据读入模块用于采集距离保护安装处的电压、电流、测量负序电流和距离保护 整定值，并将采集的数据发送至保护计算模块； 所述保护计算模块用于根据距离保护安装处的电压、电流、测量负序电流和距离保护 整定值来计算距离保护安装处的电压与故障点的电压之间的相角差以及距离保护安装处 的电压与补偿电压之间的相角差，并将计算结果发送至保护动作模块； 所述保护动作模块用于判断是否满足保护判据启动条件，并在满足保护判据启动条件 时，根据距离保护安装处的电压与故障点的电压之间的相角差和距离保护安装处的电压与 补偿电压之间的相角差，来确定是否发送跳闸信号。
2. -种基于电压相位比较的单相接地距离保护方法，其特征在于，包括： 步骤1 :采集数据，包括距离保护安装处的电压、电流、测量负序电流和距离保护整定 值； 步骤2 :计算距离保护安装处的电压与故障点的电压之间的相角差、距离保护安装处 的电压与补偿电压之间的相角差； 步骤3 :判断系统是否满足保护判据启动条件，并在满足保护判据启动条件时，根据距 离保护安装处的电压与故障点的电压之间的相角差以及距离保护安装处的电压与补偿电 压之间的相角差，来确定是否发送跳闸信号。
3. 根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述距离保护安装处的电压与故障点的电 压之间的相角差的计算公式为：％/ = I +% ; 其中，A为距离保护安装处的电压与距离保护安装处的电流之间的相角差； 仍/为距离保护安装处的电流与故障点的电压之间的相角差，
L为距离保护安装处的电流； L2为距离保护安装处的测量负序电流。
4. 根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述距离保护安装处的电压与补偿电压之 间的相角差计算公式为
其中，为距离保护安装处的电压，/i为距离保护安装处的电流，Zset为距离保护整 定值。
5. 根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述保护判据启动条件为 max (Aidia, Δ imB, AimJ ^ 0. lle； 其中，AimA，Aim。分别表示A、B和C相的电流突变量；16为额定电流。
6. 根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述系统在满足保护判据启动条件时，来确 定是否发送跳闸信号的判断依据具体为： 如果距离保护安装处的电压与故障点的电压之间的相角差大于等于距离保护安装处 的电压与补偿电压之间的相角差，则判断保护范围内发生了短路，发送跳闸信号。
【专利摘要】本发明属于电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种基于电压相位比较的单相接地距离保护系统及其方法，系统包括顺序相连的数据读入模块、保护计算模块和保护动作模块；方法包括：首先利用保护安装处负序电流相位与故障点负序电流相位的关系，计算测量电流与故障电压间的夹角；然后，以测量电压为参考值，分别计算故障点电压和补偿电压的相角；最后，根据区内与区外故障时故障点电压与补偿电压的相位差异，构造距离保护判据。该发明具有良好的抗过渡电阻能力，不论过渡电阻大小，均能够正确判别区内与区外故障；同时，保护动作时间和定值误差满足接地距离保护的技术要求，计算量小，具有较高的工程实用价值。
【IPC分类】H02H7-26
【公开号】CN104682361
【申请号】CN201510097931
【发明人】马静, 马伟, 孙伟楠, 王桐
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月5日