基于无功功率突变量启动的定时限过电流保护方法技术

一种配电网继电保护技术领域的基于无功功率突变量启动的定时限过电流保护方法，首先采用负序电压启动元件监测线路负序电压，当超过负序电压启动值Uset时，负序电压元件动作，启动输出信号并保持；然后采用无功功率突变量启动元件监测三相无功功率，计算三相无功功率和的突变量，当突变量超过无功功率启动值Qset时，启动输出信号并保持；再按照远后备保护必须保证的灵敏度整定保护III段的动作电流，得到动作电流整定值；当短路电流超过步骤三中的动作电流整定值，且步骤一、步骤二中的启动元件均发出动作信号时，保护经III段延时tIII出口跳闸，并且发出跳闸信号。本发明专利技术具有可靠动作，灵敏度高，抗过渡电阻能力强等优点，尤其适用于有功分量较大的重负荷线路保护。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种配电网继电保护
的，首先采用负序电压启动元件监测线路负序电压，当超过负序电压启动值Uset时，负序电压元件动作，启动输出信号并保持；然后采用无功功率突变量启动元件监测三相无功功率，计算三相无功功率和的突变量，当突变量超过无功功率启动值Qset时，启动输出信号并保持；再按照远后备保护必须保证的灵敏度整定保护III段的动作电流，得到动作电流整定值；当短路电流超过步骤三中的动作电流整定值，且步骤一、步骤二中的启动元件均发出动作信号时，保护经III段延时tIII出口跳闸，并且发出跳闸信号。本专利技术具有可靠动作，灵敏度高，抗过渡电阻能力强等优点，尤其适用于有功分量较大的重负荷线路保护。【专利说明】
本专利技术涉及的是一种配电网继电保护
的方法，具体是一种。
技术介绍
随着我国城市化进程的进一步加快，城市用电负荷也逐渐上升，配电线路负荷不断增加。以电能作为能量来源的电动汽车需要通过充电装置对蓄电池进行充电，但大规模电动汽车同时充电使得线路更加重载。电动汽车充电机通常采用整流-逆变-整流的结构，电网侧电流三相对称，基波功率因数接近I，无功分量较小。目前，35kV及以下配电网的保护方式主要是三段式电流保护，其优点是简单可靠，在一定程度上能够满足快速切除故障的要求。其中定时限过电流保护(III段)需要考虑躲开可能出现的最大负荷电流，且考虑电机自启动过程中保护能够可靠返回；作为后备保护，必须检验最小方式下相邻线路末端金属性两相相间短路时的灵敏度。ι、π段保护定值较高，通常不会受到负荷电流的影响。对于含有大规模电动汽车充电负荷接入的重负荷配电线路，随着负荷电流的增力口，通常的保护方案仅仅提高III段保护定值以躲开重负荷电流，保护的整定值比较大，在较长相邻线路末端发生两相短路时，短路电流较小，保护灵敏度降低，对配电网的安全稳定运行构成严重威胁。经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101267099A，【公开日】2008 - 09 - 17，公开了一种供配电线路自适应过电流保护的实现方法，包括:预先设定返回系数、可靠系数、自启动系数；测量线路相电流值；通过SCADA或EMS获得A、B两相实际负荷电流值；通过返回系数、可靠系数、自启动系数和负荷电流值，在线计算得整定值；考虑和相邻线路过电流保护配合，通过可靠系数计算另一整定值，和前一整定值相比，较大的作为本线路过电流保护整定值；比较相电流值和整定值的大小，若相电流值较大，则过电流保护动作；否则，获取负荷电流值，重新计算。该方法考虑线路实际负荷大小，确保了保护的可靠动作，但需要借助数据采集监控系统或能量管理系统监测负荷电流，实现过程复杂，成本较高，无法大规模普及。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种，具有可靠动作，灵敏度高，抗过渡电阻能力强等优点，尤其适用于有功分量较大的重负荷线路保护。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括以下步骤:步骤一，采用负序电压启动元件监测线路负序电压，当超过负序电压启动值Uset时，负序电压元件动作，启动输出信号并保持；步骤二，采用无功功率突变量启动元件监测三相无功功率，计算三相无功功率和的突变量，当突变量超过无功功率启动值Qsrt时，启动输出信号并保持；步骤三，按照远后备保护必须保证的灵敏度整定保护III段的动作电流，得到动作电流整定值；步骤四，当短路电流超过步骤三中的动作电流整定值，且步骤一、步骤二中的启动元件均发出动作信号时，保护经III段延时tm出口跳闸，并且发出跳闸信号。所述的负序电压启动元件的启动值Uset按照躲开正常运行时可能出现的最大不平衡电压来整定:Uset = kUN，其中叫为线路正常运行时的额定电压；k为可靠系数，取0.06。只要出现故障，都会出现负序分量，一旦检测到负序电压，就将动作信号延长0.2秒，以启动保护装置。所述的无功功率突变量启动元件的启动值Qsrt按照躲开本线路正常运行时可能出现的最大无功功率来整定，并且考虑在相邻线路故障时保护动作切除故障后，电动机自启动过程中可以可靠返回【权利要求】1.一种，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，采用负序电压启动元件监测线路负序电压，当超过负序电压启动值Usrt时，负序电压元件动作，启动输出信号并保持； 步骤二，采用无功功率突变量启动元件监测三相无功功率，计算三相无功功率和的突变量，当突变量超过无功功率启动值Qsrt时，启动输出信号并保持； 步骤三，按照远后备保护必须保证的灵敏度整定保护III段的动作电流，得到动作电流整定值； 步骤四，当短路电流超过步骤三中的动作电流整定值，且步骤一、步骤二中的启动元件均发出动作信号时，保护经III段延时tm出口跳闸，并且发出跳闸信号； 所述的负序电压启动元件的启动值 2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的可靠系数为0.06 ;当出现负序分量时将动作信号延长0.2秒，以启动保护装置。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的无功功率突变量启动元件输出启动信号后，保持0.2秒，以使保护装置可靠启动。4.一种用于实现上述任一权利要求所述方法的系统，其特征在于，包括:用于比较负序电压和负序电压启动值的负序分量启动模块、用于比较无功功率和无功功率启动值的无功功率突变量启动模块、用于比较线路电流和动作电流整定值的比较器以及延时器，其中:负序分量启动模块的输入端采集负序电压，无功功率突变量启动模块的输入端采集无功功率，比较器的输入端采集线路电流，负序分量启动模块、无功功率突变量启动模块和比较器的输出端并联后与延时器相连，延时器在三路输入端均接受到触发信号时延时后发出跳闸信号。5.根据权利要求4所述的系统，其特征是，所述的负序分量启动模块包括:依次连接的电压过滤器、比较器和延时器，其中:电压过滤器用于获得三相基波电压，比较器用于比较过滤后的负序电压与负序电压启动值，延时器用于在负序电压大于等于负序电压启动值时延时后发出触发信号。6.根据权利要求4所述的系统，其特征是，所述的无功功率突变量启动模块包括:依次连接的突变量检测单元、比较器和延时器，其中:突变量检测单元用于计算当前无功功率与历史无功功率之差，作为无功功率突变量，比较器用于比较无功功率突变量与启动值，延时器用于在无功功率突变量大于等于无功功率突变量启动值时延时后发出触发信号。【文档编号】H02H7/26GK103986133SQ201410240657【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日 【专利技术者】范春菊, 郭煜华, 姜军 申请人:上海交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无功功率突变量启动的定时限过电流保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，采用负序电压启动元件监测线路负序电压，当超过负序电压启动值Uset时，负序电压元件动作，启动输出信号并保持；步骤二，采用无功功率突变量启动元件监测三相无功功率，计算三相无功功率和的突变量，当突变量超过无功功率启动值Qset时，启动输出信号并保持；步骤三，按照远后备保护必须保证的灵敏度整定保护III段的动作电流，得到动作电流整定值；步骤四，当短路电流超过步骤三中的动作电流整定值，且步骤一、步骤二中的启动元件均发出动作信号时，保护经III段延时tIII出口跳闸，并且发出跳闸信号；所述的负序电压启动元件的启动值Uset＝kUN，其中：UN为线路正常运行时的额定电压；k为可靠系数，当出现负序分量时将动作信号延时以启动保护装置；所述的无功功率突变量启动元件的启动值其中：UN为线路额定电压，Imax为最大负荷电流，Krel为可靠系数，Kss为电动机为自启动系数，Kre为返回系数，为正常运行时的功率因数角；所述的保护III段动作电流为：其中：Ik.min为相邻线路末端短路时可能出现的最小短路电流；Ksen为灵敏系数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范春菊，郭煜华，姜军，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31