一种用于反时限零序电流保护的整定方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于反时限零序电流保护的整定方法及其系统，其整定算法包括步骤：设置电网参数，建立故障量计算策略，选定需要配合计算的线路；调用故障量计算策略，确定故障母线短路时的支路零序电流；基于支路电流，计算各级线路的反时限零序电流保护动作的时间；计算反时限零序电流保护动作的时间差，确定零序电流反时限配合策略。本发明专利技术计算得到各级线路之间的零序电流配合方案，具有较高的实用性，能够满足220kV及以上复杂环形电网的反时限零序电流的整定计算等工程需求。

Setting method and system for inverse time zero sequence current protection

The present invention provides a method for inverse time zero sequence current protection setting method and system, the tuning method comprises the following steps of: setting of network parameters, establish fault calculation strategy, need to cooperate with the calculation of the selected line; fault calculation method, zero sequence current to determine the fault bus is short circuit; based on branch current. The calculation of circuits of inverse time zero sequence current protection action time; calculation of inverse time zero sequence current protection of the time difference, to determine the zero sequence current inverse time coordination strategy. The invention calculates the zero sequence current matching scheme between the circuits at all levels, and has higher practicability, and can meet the engineering requirements of the inverse time zero sequence current setting calculation of the complex ring power grid of 220kV or more.

【技术实现步骤摘要】
一种用于反时限零序电流保护的整定方法及其系统
本专利技术涉及继电保护
，具体涉及一种用于计算机辅助计算反时限零序电流保护的整定方法及其系统。
技术介绍
电力系统出现短路状况是不可避免的，而短路必然伴随着电流的增大，因此为了保护发电机等设备免受短路电流的破坏，采取了过电流保护措施。过电流保护由于具有可靠性高、整定方法和接线简单、价格低廉、动作迅捷等特点而获得广泛应用。我国110kV及以上电压等级电网采用中性点直接接地方式，而在中性点接地的大电流接地系统中，70％以上的故障是单相接地故障，特别是在220～500kV的高压输电线路中，单相接地短路在90％以上。利用不对称接地故障时出现的零序电流构成的接地短路保护，能有效应对此种类型故障。因此，零序电流保护在电网中得到广泛应用，由于正常运行时几乎没有零序电流，因此零序电流保护具有更高的灵敏度，且方向性零序保护不会出现电压死区的问题。虽然零序电流保护相较于一般电流保护具有很大优越性，但是仍存在着一些缺点，如定时限零序电流保护受系统运行方式影响较大，短线路的定时限零序电流保护之间配合困难。有一类动作时间随输入电流变化而变化的电流保护，当输入电流超过保护的动作值时，保护被启动，输入电流越大，保护的动作时间越短，这种保护就是反时限电流保护。目前，反时限电流保护所采用的时间—电流特性曲线为非线性函数，保护动作时间随输入电流增加而缩短，当故障电流接近最小短路电流时，保护动作时间有可能较长，与定时限电流保护相比，存在着反时限零序电流保护与其他保护配合困难且有可能影响到相邻保护的速动性等缺点。目前，各电力生产单位普遍利用软件开展整定计算工作，但是反时限零序电流保护整定由于涉及配合元件多且受运行方式影响等原因，一直没能实现自动整定。因此，需要一种反时限零序电流保护的自动整定计算方法，实现整定计算软件的自动计算，保证继电保护的速动性和选择性，以提高工作效率。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种用于反时限零序电流保护的整定方法及其系统，其整定方法包括步骤：选定需要配合计算的线路及故障点；故障点在线路的母线上；确定故障母线短路时的支路零序电流；基于支路零序电流，计算各级线路的反时限零序电流保护动作的时间；根据反时限零序电流保护动作的时间差，确定零序电流反时限配合策略。选定需要配合计算的线路及故障点，包括：选定需要配合计算的线路Li,Li∈L＝{L1,L2,...,Lm}，m为线路总数；根据预先建立的故障量计算策略，在线路Li所在母线Bi上选取故障点,Bi∈B＝{B1,B2,...,Bn}，n为母线总数。确定故障母线短路时的支路零序电流，包括：在第i条母线单相故障时，对应的支路零序电流集合在第i条母线两相故障时，对应的支路零序电流集合其中，n为母线总数。基于支路零序电流，计算各级线路的反时限零序电流保护动作的时间，具体为按照下式计算：其中，故障零序电流3I0为在第i条母线单相故障时对应的支路零序电流集合或在第i条母线两相故障时对应的支路零序电流集合IP为电流基准值或零序反时限电流值，TP为零序反时限时间定值，p为指数常数，Tph为零序反时限配合时间，T0为零序反时限的最小动作时间。IP的可调整范围：0.05IN-0.5IN，IN为电流额定值；TP的可调范围：0.1s-10s；p的可调值：0.02、1或2；Tph的可调范围：0.1s-10s；T0的可调范围：0s-10s。根据反时限零序电流保护动作的时间差，确定零序电流反时限配合策略，包括：若第i级线路和第i-1级线路的反时限零序电流保护动作时间差Δti-(i-1)满足Δti-(i-1)＝Δti-Δt(i-1)≥T，则输出反时限零序电流保护动作时间和保护动作时间差；若Δti-(i-1)＝Δti-Δt(i-1)＜T，则调整零序反时限最小动作时间T0或零序反时限配合时间Tph，直至Δti-(i-1)≥T；其中，T为预先设定的时间配合要求。其整定系统包括：选定模块，用于选定需要配合计算的线路及故障点，故障点在线路的母线上；第一确定模块，用于确定故障母线短路时的支路零序电流；计算模块，基于支路零序电流，计算各级线路的反时限零序电流保护动作的时间；第二确定模块，根据反时限零序电流保护动作的时间差，确定零序电流反时限配合策略。进一步地，选定模块具体用于：选定需要配合计算的线路Li,Li∈L＝{L1,L2,...,Lm}，m为线路总数；根据预先建立的故障量计算策略，在线路Li所在母线Bi上选取故障点,Bi∈B＝{B1,B2,...,Bn}，n为母线总数。进一步地，第一确定模块具体用于：确定在第i条母线单相故障时，对应的支路零序电流集合确定在第i条母线两相故障时，对应的支路零序电流集合其中，n为母线总数。进一步地，计算模块具体用于按照下式计算各级线路的反时限零序电流保护动作的时间：其中，故障零序电流3I0为在第i条母线单相故障时对应的支路零序电流集合或在第i条母线两相故障时对应的支路零序电流集合IP为电流基准值或零序反时限电流值，TP为零序反时限时间定值，p为指数常数，Tph为零序反时限配合时间，T0为零序反时限的最小动作时间。进一步地，IP的可调整范围：0.05IN-0.5IN，IN为电流额定值；TP的可调范围：0.1s-10s；p的可调值：0.02、1或2；Tph的可调范围：0.1s-10s；T0的可调范围：0s-10s。进一步地，第二确定模块具体用于：若第i级线路和第i-1级线路的反时限零序电流保护动作时间差Δti-(i-1)满足Δti-(i-1)＝Δti-Δt(i-1)≥T，则输出反时限零序电流保护动作时间和保护动作时间差；若Δti-(i-1)＝Δti-Δt(i-1)＜T，则调整零序反时限最小动作时间T0或零序反时限配合时间Tph，直至Δti-(i-1)≥T；其中，T为预先设定的时间配合要求。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：1、本专利技术提供弥补了反时限零序电流保护计算机辅助计算的模型缺乏问题，可用于220kV及以上电网的整定计算；2、本专利技术考虑了大电网多级线路级之间反时限零序电流保护的配合关系，体现了电网远区或近端接地故障时各级线路零序电流保护的速动性和选择性；3、本专利技术计算得到各级线路之间的零序电流配合方案，具有较高的实用性，能够满足220kV及以上复杂环形电网的反时限零序电流的整定计算等工程需求。附图说明图1为本专利技术整定计算方法的计算流程图；图2为本专利技术反时限零序电流保护参数的设置图；图3为本专利技术反时限零序电流保护配合的策略示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术提供的一种用于计算机辅助计算的零序电流反时限保护整定计算方法，包括如下步骤：1)如图2所示，根据反时限零序电流保护模型，即各配合线路的反时限零序电流保护动作时间，设置可调整的变量参数3I0、IP、TP、p、Tph和T0。其中，IP可调整范围为(0.05～0.5)IN(IN为保护装置电流额定值)，默认取0.2IN；TP可调范围为0.1～10s，默认取0.4s；p可调范围为0.02、1、2，默认取0.02；Tph可调范围为0.1～10s，默认取0.1s；T0可调范围为0～10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于反时限零序电流保护的整定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：选定需要配合计算的线路及故障点；所述故障点在所述线路的母线上；确定故障母线短路时的支路零序电流；基于所述支路零序电流，计算各级线路的反时限零序电流保护动作的时间；根据反时限零序电流保护动作的时间差，确定零序电流反时限配合策略。

【技术特征摘要】
1.一种用于反时限零序电流保护的整定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：选定需要配合计算的线路及故障点；所述故障点在所述线路的母线上；确定故障母线短路时的支路零序电流；基于所述支路零序电流，计算各级线路的反时限零序电流保护动作的时间；根据反时限零序电流保护动作的时间差，确定零序电流反时限配合策略。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选定需要配合计算的线路及故障点，包括：选定需要配合计算的线路Li，Li∈L＝{L1,L2,...,Lm}，m为线路总数；根据预先建立的故障量计算策略，在所述线路Li所在母线Bi上选取故障点,Bi∈B＝{B1,B2,...,Bn}，n为母线总数。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定故障母线短路时的支路零序电流，包括：在第i条母线单相故障时，对应的支路零序电流集合在第i条母线两相故障时，对应的支路零序电流集合其中，n为母线总数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述支路零序电流，计算各级线路的反时限零序电流保护动作的时间，具体为按照下式计算：其中，所述故障零序电流3I0为在第i条母线单相故障时对应的支路零序电流集合或在第i条母线两相故障时对应的支路零序电流集合IP为电流基准值或零序反时限电流值，TP为零序反时限时间定值，p为指数常数，Tph为零序反时限配合时间，T0为零序反时限的最小动作时间。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，IP的可调整范围：0.05IN-0.5IN，IN为电流额定值；TP的可调范围：0.1s-10s；p的可调值：0.02、1或2；Tph的可调范围：0.1s-10s；T0的可调范围：0s-10s。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据反时限零序电流保护动作的时间差，确定零序电流反时限配合策略，包括：若第i级...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓阳，杨国生，王兴国，周泽昕，李红志，薛志英，王志洁，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江苏省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11