基于区域纵联比较原理的距离后备保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力系统保护领域的距离后备保护方案，尤其是一种基于区域纵联比较原理的距离后备保护方法。
【背景技术】
[0002]距离保护是利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值(即测量阻抗)，该比值反应故障点到保护安装处的距离，如果测量阻抗小于整定阻抗则距离保护动作。目前，距离保护原理广泛利用于I1kV及以上电压等级的输电线路中。
[0003]传统的距离后备保护整定原则比较复杂，需要与相邻线路(或变压器)的距离保护I段或II段定值进行配合，且需要考虑分支系数的影响。此外距离后备保护的动作延时也需要分别与相邻线路距离II段或III段保护的动作延时相配合。因此在传统的距离后备保护中，往往会出现动作延时过长难以快速切除故障的情况，甚至出现保护定值难以整定、动作延时无法配合等极端情况，严重影响了传统距离后备保护的性能，给电网的安全稳定运行带来极大隐患。
【发明内容】
[0004]为解决现有的技术存在的不足，本发明提出了一种基于区域纵联比较原理的距离后备保护方法。该方法克服了传统距离后备保护存在的定值整定复杂、动作延时较长且难以配合等问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种基于区域纵联比较原理的距离后备保护方法，包括:
[0007](I)采用灵敏度校验原则来进行保护定值的整定；
[0008]其中，对于距离II段保护动作定值的整定原则为:确保本线路末端发生短路故障时满足设定的灵敏度；
[0009]对于距离III段保护动作定值的整定原则为:确保在相邻最长线路末端发生短路故障时满足设定的灵敏度；
[0010](2)将距离保护信息与相邻区域内的同类保护信息进行纵联比较，确定故障区域，并根据故障区域的不同，确定动作延时，完成后备保护功能。
[0011]所述步骤(I)中对于距离II段保护动作定值的整定具体为:
[0012]Zn set= K senZAB
[0013]其中，ZnM为距离II段保护动作阻抗值整定值；κ_为灵敏度系数；ZABS被保护线路的等效阻抗值；
[0014]对于距离III段保护动作定值的整定具体为:
[0015]Zm set= K senZAB+Kb.maxZnext
[0016]其中，Zmset为距离III段保护动作阻抗值整定值，K _为灵敏度系数，Z @为本段被保护线路阻抗，Kb._为分支系数最大值，Z _,为下一级设备阻抗的最大值。
[0017]所述步骤(2)中相邻区域取决于距离后备保护的保护范围；
[0018]对于距离II段而言，如果保护范围为本线路，则相邻区域保护信息包括线路对侧及相邻线路出口处的距离II段信息，如果保护范围除本线路外还包括相邻线路，则相邻区域保护信息包括本线路对侧、相邻线路两端的距离II段信息；
[0019]对于距离III段而言，相邻区域信息的范围划定原则与距离II段相同。
[0020]所述步骤(2)的具体方法为:
[0021]假设系统区域内线路包括AB段和BC段，线路AB段分别设有距离保护I和距离保护2，线路BC段分别设有距离保护3和距离保护4，系统区域外设有距离保护5 ;
[0022]各保护和通信系统正常工作的情况下，距离II段保护的具体工作流程如下:
[0023]第一步，以距离保护I为研究对象，假设其保护范围包括本线路及相邻线路，当故障点发生在线路AB上时，距离保护I启动，且故障时的测量阻抗小于距离II段的整定阻抗，距离II段元件启动；
[0024]第二步，为区分该故障为本线路故障或相邻线路故障，距离保护I获取保护2至5的距离II段的判断结果；
[0025]第三步，首先与来自本线路对侧距离保护2的距离II段判断结果进行比较，如果距离保护2的距离II段也启动，则确定该故障位于本线路，并确定动作延时为At，以便与距离I段主保护完成配合。
[0026]以距离保护I为研究对象，假设其保护范围包括本线路及相邻线路，如果故障点发生在线路BC上，则距离保护I的距离II段启动，距离保护2的距离II段不启动，距离保护4的距离II段会启动，此时，距离保护I确定故障发生在相邻线路上，并确定动作延时为2 Δ t，以便与相邻线路的距离I段和距离II段保护完成配合。
[0027]在某些特殊情况下，例如本线路较长而相邻线路很短，当故障点发生在线路区域外且与相邻线路邻近的线路时，距离保护I的距离II段也启动，距离保护2、距离保护4的距离II段则不启动，此时距离保护I明确故障不在保护范围之内，闭锁距离保护不动作；
[0028]如果此时要求距离保护I仍然能够提供后备保护功能，则修改保护逻辑开放保护I的远后备保护功能，并确定动作延时为3 Δ t，以此类推。
[0029]在某些保护判断结果不正确或者通信系统工作异常情况下，
[0030](I)如果获取区域内距离保护的判断结果中，距离保护3或距离保护5的判断结果出现缺失，但距离保护2和距离保护4的判断结果获取正常，则该异常情况不会影响距离保护的正常工作，距离保护I仍执行上述工作流程；
[0031](2)距离保护I的距离II段启动后，如果本线路对侧距离保护2的判断结果缺失，但距离保护3的判断结果获取正常，则利用距离保护3的判断结果来区分该故障为本线路故障或相邻线路故障；
[0032](3)距离保护I的距离II段启动后，如果距离保护2和距离保护3的判断结果均缺失，但距离保护4判断结果获取正常，或者距离保护4也发生缺失但距离保护5的判断结果获取正常，此时距离保护4的距离II段启动或者距离保护5距离II段不启动，距离保护I只能判断出故障发生在本线路或相邻线路上，按照优先保证选择性原则，确定动作延时为
2Δ t，或者确定动作延时为3 Δ t，或直接闭锁距离保护I的距离II段保护；
[0033](4)距离保护I的距离II段启动后，如果距离保护2至5的距离II段判断结果全部缺失，即距离保护I没有获得区域内任何保护的判断结果时，距离保护I将采用传统距离II段保护原理对故障进行处理。
[0034]在步骤(3)所述的异常情况下，将利用上述方法确定的动作延时与传统距离II段的动作延时定值进行比较，如果上述方法确定的距离II段保护动作延时大于传统，距离II段的动作延时定值则保护装置采用传统距离II段保护原理对故障进行处理。
[0035]在线路包含多个分支的情况下，如果这多个分支中同位置距离保护的判断结果中出现缺失，而利用其余距离保护不能明确故障位置时，这一组距离保护判断结果失效。
[0036]对于距离III段的保护，除需根据搭配原则，对距离II段的保护动作延时△ t进行替换外，其余距离III段保护的动作原则均与距离II段保护原则完全一致。
[0037]本发明有益效果:
[0038]本发明利用灵敏度校验原则来进行保护定值的整定，以简化定值整定步骤及动作延时的配合。为确保后备保护的选择性、速动性及可靠性，与相邻特定区域内的同类保护信息进行纵联比较，可快速可靠的确定故障区域，并根据故障区域