一种基于静止同步补偿器的距离保护方法技术

本发明专利技术提供一种基于静止同步补偿器的距离保护方法，根据功率流动的方向判断故障发生于区内还是区外，提出了故障位置识别的判据，当故障位置不在本段线路之内时直接闭锁保护装置，使保护不动作；当故障位置在区内时，保护装置启动，通过对两端电压电流量的采集，得到测量阻抗并与阈值进行比较，进而进入跳闸回路，切除故障。此方法有效消除了保护的超越误动和欠范围拒动情况，同时通过仿真验证了该方法的正确性和可行性，保障了输电系统的稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于静止同步补偿器的距离保护方法
本专利技术涉及电力系统继电保护
，尤其涉及一种基于静止同步补偿器的距离保护方法。
技术介绍
由于静止同步补偿器（staticsynchronouscompensator,STATCOM）对维持电压的稳定，系统暂态稳定性和无功补偿的增强等方面的优越性，因此在电力系统中得到了越来越广泛的应用。在输电系统中一般采用距离保护作为主保护或后备保护，因为其原理简单，受系统影响较小。在输电线路接入静止同步补偿器后对传统距离保护的测量阻抗会随之改变，一般情况下在保护装置与补偿装置之间发生故障，保护装置能够可靠动作，但当故障发生地不在保护装置与补偿装置之间时容易引起继电器的拒动，影响输电系统的稳定运行。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于静止同步补偿器的距离保护方法，方法包括：当故障发生于监控输电线路之内时，功率的流动方向为正，则保护装置启动，通过对两端信号的测量以及信号之间的相互传递，从而进入跳闸回路。方法中，当故障发生于监控输电线路之外时，功率的流动方向为负，在保护装置未启动之前，直接闭锁保护回路，进入跳闸回路不动作。方法中，设置电源母线的电流流向供电线路的方向为正。方法中，故障电流的计算方式为：I故障=EA/（Lz+Zsa）EA为电源电势；Lz为供电线路阻抗；Zsa为电源阻抗。供电线路阻抗Lz的计算方式为：线路长度×线路单位长度的阻抗。方法中，采用PSCAD软件搭建STATCOM的距离保护的仿真模型，分析距离保护发生故障。当静止同步补偿器从供电系统吸收无功功率时，判定该故障性质为永久性故障。进一步需要说明的是，供电线路中点配置静止同步补偿器后，当故障位于供电线路总长度的75%处发生故障，故障持续预设时间，且功率的流动方向为正，判断故障位于线路区段内部，启动保护装置，通过对两端信号的测量以及信号之间的相互传递，从而进入跳闸回路。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术根据功率流动的方向判断故障发生于区内还是区外，提出了故障位置识别的判据，当故障位置不在本段线路之内时直接闭锁保护装置，使保护不动作；当故障位置在区内时，保护装置启动，通过对两端电压电流量的采集，得到测量阻抗并与阈值进行比较，进而进入跳闸回路，切除故障。此方法有效消除了保护的超越误动和欠范围拒动情况，同时通过仿真验证了该方法的正确性和可行性，保障了输电系统的稳定运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为基于静止同步补偿器的距离保护方法流程图；图2为含STATCOM的距离保护等效图；图3为故障发生于STATCOM之前的等效图；图4为故障发生于STATCOM之后的等效图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图1至4所示，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供的基于静止同步补偿器的距离保护方法中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本专利技术的范围。本专利技术提供的基于静止同步补偿器的距离保护方法中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。本专利技术提供的基于静止同步补偿器的距离保护方法中，采用PSCAD软件搭建STATCOM的距离保护的仿真模型，然后分析距离保护发生故障时的数学模型，一种是故障发生于STATCOM之前，分析等效电路，可得出在发生故障时，STATCOM的投入增大了测量的附加阻抗。STATCOM投入越大，附加阻抗也就越大，这也导致测量阻抗的误差越来越大。再分析故障发生于STATCOM之后，分析故障发生在STATCOM之后的等效图，可以看出，当故障发生在STATCOM之后时，测量阻抗不仅有过渡电阻产生的附加阻抗还有并联补偿装置的附加阻抗，由此可知当并联补偿装置向系统中注入电流时，附加阻抗增大，从而使测量阻抗增大，容易引起保护拒动；当并联补偿装置从系统中吸收电流时，附加阻抗为负值，容易引起超越误动。本专利技术提供的基于静止同步补偿器的距离保护方法中，分析静止同步补偿器对距离保护的影响。STATCOM向系统发出无功，故障性质为永久性故障。距离保护的保护范围是80%，当无功补偿装置发出的无功越多，所引起的欠范围拒动仿真现象越严重。当STATCOM从系统吸收无功时，故障性质为永久性故障。距离保护的保护范围是80%，当线路超过100%发生故障时，各个故障轨迹都会进入阻抗圆中，进而引发继电器动作，当无功补偿装置吸收的无功越多，所引起的超越误动仿真现象越明显。本专利技术提供的基于静止同步补偿器的距离保护方法中，消除STATCOM对距离保护的影响。其中可以判断故障发生在线路之内，还是之外。当故障发生于线路之内时，功率的流动方向为正（取母线流向线路的方向为正），则保护装置启动，通过对两端信号的测量以及信号之间的相互传递，从而进入跳闸回路；当故障发生于线路之外时，功率的流动方向为负，在保护装置未启动之前，直接闭锁保护回路，进而也不会进入跳闸回路。实际运行中，由于发生故障时过渡电阻和STATCOM的工作模式对故障电压都会有影响，分别对投入STATCOM和不同过渡电阻情况下，线路在不同故障位置时保护安装处的故障相电压基波值进行仿真。表中“+”代表保护动作，“-”代表保护不动作。可以看出不同故障类型受到过渡电阻的影响不同，同时不同位置发生故障，其受到的影响情况也不同。按照本专利技术涉及的方法，重新仿真线路中点投入STATCOM后，故障位于线路75%处和线路105%处发生各种故障类型时保护的动作情况。如故障位于线路75%处时，故障后，并持续0.2s，此时功率方向为正，从而判断故障位于线路区段内部，启动保护装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于静止同步补偿器的距离保护方法，其特征在于，方法包括：/n当故障发生于监控输电线路之内时，功率的流动方向为正，则保护装置启动，通过对两端信号的测量以及信号之间的相互传递，从而进入跳闸回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于静止同步补偿器的距离保护方法，其特征在于，方法包括：
当故障发生于监控输电线路之内时，功率的流动方向为正，则保护装置启动，通过对两端信号的测量以及信号之间的相互传递，从而进入跳闸回路。


2.根据权利要求1所述的基于静止同步补偿器的距离保护方法，其特征在于，
当故障发生于监控输电线路之外时，功率的流动方向为负，在保护装置未启动之前，直接闭锁保护回路，进入跳闸回路不动作。


3.根据权利要求1所述的基于静止同步补偿器的距离保护方法，其特征在于，
设置电源母线的电流流向供电线路的方向为正。


4.根据权利要求1所述的基于静止同步补偿器的距离保护方法，其特征在于，
故障电流的计算方式为：I故障=EA/（Lz+Zsa）
EA为电源电势；
Lz为供电线路阻抗；
Zsa为电源阻抗。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：马如伟，张春美，宋建国，韩涛，何振华，黄俊生，张文娟，高飞，马伟，吕赟，刘国庆，吕春蕾，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司莱芜供电公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37