一种用于电网线路的变时限距离保护测距方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于电网线路的变时限距离保护测距方法和装置，其首先通过不同故障情况下的电抗线判据，利用各距离保护段的定值作为其初始整定阻抗值，确定进行后续电抗线判据的距离保护段，然后根据确定的距离保护段整定阻抗值的计算公式确定进行该距离保护段下次电抗线判据的整定阻抗值，通过多次循环，确定最终的整定阻抗值，最后根据距离计算公式确定变时限距离保护中故障点与保护安装处之间的距离。本发明专利技术所述的用于电网线路的变时限距离保护测距方法和装置在电网线路的故障发生在距离保护段范围内时，能够对故障点进行精确定位，误差在1e‑3。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电网线路的变时限距离保护测距方法和装置
本专利技术涉及继电保护领域,并且更具体地，涉及一种用于电网线路的变时限距离保护测距方法和装置。
技术介绍
整定计算和正确的定值是确保继电保护装置发挥正常性能的必要条件，目前电网的继电保护整定包括线路保护、母线保护、变压器保护、断路器保护、失灵保护过电压及远跳保护等。其中，大多数保护在基建投入时的整定值可以适应电网局部的变化，一般不会频繁更改定值。而线路保护的距离后备保护需要和相邻线路的距离后备保护配合，在电网线路的开断、新建过程中，需要对相关线路重新计算定值，并下发到相关变电站更改定值。实际上，基建项目计划和实施的不一致性，需要更改的定值还不能一次到位，往往还会造成更改过程中定值失去配合。变时限距离保护利用距离保护在线路故障动作时候的相关参数，例如故障点与保护安装处之间的距离，采集的线路电压和电流等，加上相关的离线信息，例如各距离保护段阻抗定值及线路长度等，自动计算出动作时限，能够实现相邻线路距离保护动作时限的自动配合。因此，在变时限距离保护中，准确测量故障点与保护安装处之间的距离就成为在变时限距离保护中影响保护动作时限计算准确性的一个关键点。
技术实现思路
为了解决现有技术在变时限距离保护中缺乏准确测量电网线路故障点与保护安装处之间的距离的方法和装置的技术问题，本专利技术提供了一种用于电网线路的变时限距离保护测距方法和装置。本专利技术所述的用于电网线路的变时限距离保护测距方法包括：确定线路故障是单相故障或者相间故障；当线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值ZZDFNi(1)以及零序电流i0确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的接地电抗线判据F1i(1)和零序电抗线判据F2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的接地电抗线判据F1i(1)和零序电抗线判据F2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据F1i(j)和零序电抗线判据F2i(j)、距离保护i段的定值ZZDi以及第j-1次整定阻抗值ZZDFNi(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值ZZDFNi(j),其中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；当线路故障是相间故障时，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值ZZDFNi(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据F3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据F3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据F3i(j)、距离保护i段的定值ZZDi和第j-1次整定阻抗值ZZDFNi(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值ZZDFNi(j),其中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值B、电压互感器变比Npt、电流互感器变比Nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值ZZDFNi(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离C。进一步地，在确定线路故障是单相故障或者相间故障之前包括：采集变时限距离保护安装处的三相电压和电流二次值的瞬时值；根据所述采集的三相电压和电流二次值的瞬时值确定三相电压基波相量值和电流基波相量值根据变时限距离保护安装处的电流基波相量值计算零序电流将保护安装处的m-1个距离保护段各自的定值ZZDi分别作为其整定阻抗值ZZDFNi(j)在j＝1时的值，其中1≤i＜m,m为大于3的自然数；设置保护安装处每公里的阻抗一次值B、电压互感器变比Npt和电流互感器变比Nct的值；建立每个距离保护段的接地电抗线判据、零序电抗线判据和相间电抗线判据，其中：接地电抗线判据的公式为：零序电抗线判据的公式为：相间电抗线判据的公式为：式中，K是预先设置的零序补偿系数，是故障相电压，其值为故障相的电压基波相量值，是故障相间电压，其值为故障相间的电压基波相量值之差，是故障相电流，其值为故障相的电流基波相量值，是故障相间电流，其值为故障相间的电流基波相量值之差，是零序电流，ZZDFNi(j)是距离保护i段第j次的整定阻抗，其中1≤i<m,2≤j<n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。进一步地，当线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值ZZDFNi(1)以及零序电流确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的接地电抗线判据F1i(1)和零序电抗线判据F2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的接地电抗线判据F1i(1)和零序电抗线判据F2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据F1i(j)和零序电抗线判据F2i(j)、距离保护i段的定值ZZDi以及第j-1次整定阻抗值ZZDFNi(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值ZZDFNi(j)包括:将故障相电压故障相电流以及确定的整定阻抗值ZZDFNi(1)和零序电流分别代入接地电抗线判据的公式F1i(1)和零序电抗线判据的公式F2i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤F1i(1)≤270°且90°≤F2i(1)≤270°时，测距结束；当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤F1i(1)≤270°且90°≤F2i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据F1i(j)和零序电抗线判据F2i(j)、距离保护i段的定值ZZDi以及第j-1次整定阻抗值ZZDFNi(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值ZZDFNi(j)，其公式为：当距离保护i段满足90°≤F1i(j-1)≤270°且90°≤F2i(j-1)≤270°时，ZZDFNi(j)＝ZZDFNi(j-1)-0.5j-1*ZZDi当距离保护i段不满足90°≤F1i(j-1)≤270°或者90°≤F2i(j-1)≤270°时，ZZDFNi(j)＝ZZDFNi(j-1)+0.5j-1*ZZDi式中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。进一步地，当线路故障是相间故障时，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值ZZDFNi(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据F3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据F3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据F3i(j)、距离保护i段的定值ZZDi和第j-1次整定阻抗值ZZDFNi(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值ZZDFNi(j)包括：将故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值ZZDFNi(1)分别代入相间电抗线判据F3i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤F3i(1)≤270°且90°≤F3i(1)≤270°时，测距结束；当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤F3i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电网线路的变时限距离保护测距方法，其特征在于，所述方法包括：确定线路故障是单相故障或者相间故障；当线路故障是单相故障时，根据故障相电压

【技术特征摘要】
1.一种用于电网线路的变时限距离保护测距方法，其特征在于，所述方法包括：确定线路故障是单相故障或者相间故障；当线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值ZZDFNi(1)以及零序电流确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段定值是否满足各自建立的接地电抗线判据F1i(1)和零序电抗线判据F2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自建立的接地电抗线判据F1i(1)和零序电抗线判据F2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据F1i(j)和零序电抗线判据F2i(j)、距离保护i段的定值ZZDi以及第j-1次整定阻抗值ZZDFNi(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值ZZDFNi(j),其中，1≤i＜m,2≤j<n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；当线路故障是相间故障时，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值ZZDFNi(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据F3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据F3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据F3i(j)、距离保护i段的定值ZZDi和第j-1次整定阻抗值ZZDFNi(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值ZZDFNi(j),其中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值B、电压互感器变比Npt、电流互感器变比Nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值ZZDFNi(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离C。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定线路故障是单相故障或者相间故障之前包括：采集变时限距离保护安装处的三相电压和电流二次值的瞬时值；根据所述采集的三相电压和电流二次值的瞬时值确定三相电压基波相量值和电流基波相量值以及根据变时限距离保护安装处的电流基波相量值计算零序电流并设置故障相电压基波相量为其值等于发生故障的相的电压基波相量值，设置故障相电流基波分量其值等于发生故障的相的电流基波相量值；将保护安装处的m-1个距离保护段各自的定值ZZDi分别作为其整定阻抗值ZZDFNi(j)在j＝1时的值，其中1≤i＜m,m为大于3的自然数；设置保护安装处每公里的阻抗一次值B、电压互感器变比Npt和电流互感器变比Nct的值；建立每个距离保护段的接地电抗线判据、零序电抗线判据和相间电抗线判据，其中：接地电抗线判据的公式为：零序电抗线判据的公式为：相间电抗线判据的公式为：式中，K是预先设置的零序补偿系数，是故障相电压，其值为故障相的电压基波相量值，是故障相间电压，其值为故障相间的电压基波相量值之差，是故障相电流，其值为故障相的电流基波相量值，是故障相间电流，其值为故障相间的电流基波相量值之差，是零序电流，ZZDFNi(j)是距离保护i段第j次的整定阻抗，其中1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值ZZDFNi(1)以及零序电流确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的接地电抗线判据F1i(1)和零序电抗线判据F2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的接地电抗线判据F1i(1)和零序电抗线判据F2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据F1i(j)和零序电抗线判据F2i(j)、距离保护i段的定值ZZDi以及第j-1次整定阻抗值ZZDFNi(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值ZZDFNi(j)包括:将故障相电压故障相电流以及确定的整定阻抗值ZZDFNi(1)和零序电流分别代入接地电抗线判据的公式F1i(1)和零序电抗线判据的公式F2i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤F1i(1)≤270°且90°≤F2i(1)≤270°时，测距结束；当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤F1i(1)≤270°且90°≤F2i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据F1i(j)和零序电抗线判据F2i(j)、距离保护i段的定值ZZDi以及第j-1次整定阻抗值ZZDFNi(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值ZZDFNi(j)，其公式为：当距离保护i段满足90°≤F1i(j-1)≤270°且90°≤F2i(j-1)≤270°时，ZZDFNi(j)＝ZZDFNi(j-1)-0.5j-1*ZZDi当距离保护i段不满足90°≤F1i(j-1)≤270°或者90°≤F2i(j-1)≤270°时，ZZDFNi(j)＝ZZDFNi(j-1)+0.5j-1*ZZDi式中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当线路故障是相间故障时，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值ZZDFNi(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据F3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据F3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据F3i(j)、距离保护i段的定值ZZDi和第j-1次整定阻抗值ZZDFNi(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值ZZDFNi(j)包括：将故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值ZZDFNi(1)分别代入相间电抗线判据F3i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤F3i(1)≤270°且90°≤F3i(1)≤270°时，测距结束；当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤F3i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据F3i(j)距离保护i段的定值ZZDi以及第j-1次整定阻抗值ZZDFNi(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值ZZDFNi(j),其公式为：当距离保护i段满足90°≤F3i(j-1)≤270°时，ZZDFNi(j)＝ZZDFNi(j-1)-0.5j-1*ZZDi当距离保护i段不满足90°≤F3i(j-1)≤270°时，ZZDFNi(j)＝ZZDFNi(j-1)+0.5j-1*ZZDi式中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。5.根据权利要求3或者4所述的方法，其特征在于，根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值B、电压互感器变比Npt、电流互感器变比Nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值ZZDFNi(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离C的公式为：C＝(ZZDFNi(n-1)×(Npt/Nct))/B式中，B是保护安装处每公里的阻抗一次值的设置值、Npt是电压互感器变比，Nct是电流互感器变比，ZZDFNi(n-1)是距离保护i段在j＝n-1时的整定阻抗值ZZDFNi(n-1)。6.一种用于电网线路的变时限距离保护测...

【专利技术属性】
技术研发人员：周泽昕，李天华，曹虹，郭雅蓉，杜丁香，王兴国，程琪，王德林，吕鹏飞，刘宇，张志，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11