基于变压器低压侧线电压的110kV线路自适应断线保护方法技术

本发明专利技术公开了一种基于变压器低压侧线电压的110kV线路自适应断线保护方法，在110kV变电站测量变压器高压侧的相电流以及低压侧的负序电压、线电压，首先通过相电流判断短路故障，接着根据负序电压启动保护，然后利用线电压识别线路单相断线故障，最后根据判定结果发出某相告警信号，并与备自投配合，跳开相应的进线断路器。本发明专利技术能够根据系统零序阻抗与正序阻抗的比值自适应地调整电压整定值，提高了断线识别的灵敏性。同时，本发明专利技术依靠短路电流量及电压量设计各判据，线路轻载或空载的情况不影响断线保护的可靠性。此外，本发明专利技术对两组理论值变化情况相同的线电压加入两组的向量差不能过大的限制条件，可以防止实际运行中其他类型故障引起断线的误识别。他类型故障引起断线的误识别。他类型故障引起断线的误识别。

【技术实现步骤摘要】
基于变压器低压侧线电压的110kV线路自适应断线保护方法


[0001]本专利技术涉及一种基于变压器低压侧线电压的110kV线路自适应断线保护方法，属于电力系统继电保护


技术介绍

[0002]随着我国社会经济的不断发展，对电力供应量和供应稳定程度要求的不断提高，110kV电力线路在我国的电网中的规模在不断的迅速扩大，同时110kV电力线路通过复杂地形以及恶劣气候条件的情况也随之增多。在电力系统中，用电安全和用电稳定是至关重要的因素，断线故障会使得电力系统处于非全相运行的状态，会造成低压侧电压严重不平衡，影响用户的正常用电，甚至造成设备损坏。但由于断线故障发生概率小、故障特性较轻，故目前相关方向的研究不够充分。此外，目前的一些断线故障保护方案依赖于电流的变化量，这导致在线路轻载、空载时无法准确识别断线故障。因此，迫切需要针对输电线路断线故障的判别方法、解决方案和保护装置开展更加深入的研究，以利于电网安全稳定运行。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种基于变压器低压侧线电压的110kV线路自适应断线保护方法，在110kV输电线路发生断线故障时可以快速准确地进行判断和保护。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：
[0005]一种基于变压器低压侧线电压的110kV线路自适应断线保护方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1：判断线路是否发生短路故障，如果线路发生短路故障，则不执行后续步骤2
‑
4，如果线路未发生短路故障，则继续执行后续的步骤2；
[0007]步骤2：判断110kV线路是否满足断线保护启动条件
[0008]计算110kV主变低压侧电压互感器TV的二次a相负序电压U
a2
、b相负序电压U
b2
、c相负序电压U
c2
，判断如下条件是否满足：
[0009](1)二次a相负序电压U
a2
大于等于整定值：U
a2
≥K
rel.u
(U
2min
+U
unb
)
[0010](2)二次b相负序电压U
b2
大于等于整定值：U
b2
≥K
rel.u
(U
2min
+U
unb
)
[0011](3)二次c相负序电压U
c2
大于等于整定值：U
c2
≥K
rel.u
(U
2min
+U
unb
)
[0012]式中，K
rel.u
为可靠系数，U
2min
根据断线处等值零序阻抗与正序阻抗的比值t自适应整定，U
unb
为系统正常运行时，负荷端变电站110kV母线呈现负序特性的不平衡电压；
[0013]满足上述任一条件，则认为满足断线保护启动条件，继续执行后续步骤3；同时不满足以上三个条件时，判定线路未发生断线故障，不执行后续的步骤3
‑
4；
[0014]步骤3：识别断线故障相
[0015]采集110kV主变的低压侧电压互感器TV的二次线电压U
ab
、U
bc
、U
ca
，判别如下故障判据是否满足：
[0016](1)A相断线识别方法：
[0017]①
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ab
在整定值U1、U2之间：U1≤U
ab
≤U2[0018]②
低压侧电压互感器TV二次线电压U
bc
在整定值U1、U2之间：U1≤U
bc
≤U2[0019]③
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ca
在整定值U3、U4之间：U3≤U
ca
≤U4[0020]④
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ab
与U
bc
的差值小于等于整定值U5：|U
ab
‑
U
bc
|≤U5[0021]当上述判据全部满足，判定A相线路发生断线故障；
[0022](2)B相断线识别方法：
[0023]①
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ab
在整定值U3、U4之间：U3≤U
ab
≤U4[0024]②
低压侧电压互感器TV二次线电压U
bc
在整定值U1、U2之间：U1≤U
bc
≤U2[0025]③
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ca
在整定值U1、U2之间：U1≤U
ca
≤U2[0026]④
低压侧电压互感器TV二次线电压U
bc
与U
ca
的差值小于等于整定值U5：|U
bc
‑
U
ca
|≤U5[0027]当上述判据全部满足，判定B相线路发生断线故障；
[0028](3)C相断线识别方法：
[0029]①
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ab
在整定值U1、U2之间：U1≤U
ab
≤U2[0030]②
低压侧电压互感器TV二次线电压U
bc
在整定值U3、U4之间：U3≤U
bc
≤U4[0031]③
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ca
在整定值U1、U2之间：U1≤U
ca
≤U2[0032]④
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ca
与U
ab
的差值小于等于整定值U5：|U
ca
‑
U
ab
|≤U5[0033]当上述判据全部满足，判定C相线路发生断线故障；
[0034]以上判别式中，整定值U1、U2、U3、U4均根据断线处等值零序阻抗与正序阻抗的比值t自适应整定；U5按照110kV主变低压侧电压互感器TV二次额定线电压值E
ab
的0.1倍来整定；
[0035]当识别出某一相的断线故障后，继续执行后续步骤4；当三相线路均未被判定发生断线故障时，不执行后续步骤4；
[0036]步骤4：断线告警与故障切除
[0037]根据步骤3中的断线故障相判定结果，同时延时t1后发出故障相的断线告警信号、延时t2后跳相应断路器切除故障线路并接入备用电源恢复供电。
[0038]本专利技术的目的还可以通过以下技术措施进一步实现：
[0039]前述基于变压器低压侧线电压的110kV线路自适应断线保护方法，步骤1判断线路是否发生短路故障的方法为：采集110kV线路电流互感器TA的二次侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于变压器低压侧线电压的110kV线路自适应断线保护方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：判断线路是否发生短路故障，如果线路发生短路故障，则不执行后续步骤2
‑
4，如果线路未发生短路故障，则继续执行后续的步骤2；步骤2：判断110kV线路是否满足断线保护启动条件计算110kV主变低压侧电压互感器TV的二次a相负序电压U
a2
、b相负序电压U
b2
、c相负序电压U
c2
，判断如下条件是否满足：(1)二次a相负序电压U
a2
大于等于整定值：U
a2
≥K
rel.u
(U
2min
+U
unb
)(2)二次b相负序电压U
b2
大于等于整定值：U
b2
≥K
rel.u
(U
2min
+U
unb
)(3)二次c相负序电压U
c2
大于等于整定值：U
c2
≥K
rel.u
(U
2min
+U
unb
)式中，K
rel.u
为可靠系数，U
2min
根据断线处等值零序阻抗与正序阻抗的比值t自适应整定，U
unb
为系统正常运行时，负荷端变电站110kV母线呈现负序特性的不平衡电压；满足上述任一条件，则认为满足断线保护启动条件，继续执行后续步骤3；同时不满足以上三个条件时，判定线路未发生断线故障，不执行后续的步骤3
‑
4；步骤3：识别断线故障相采集110kV主变的低压侧电压互感器TV的二次线电压U
ab
、U
bc
、U
ca
，判别如下故障判据是否满足：(1)A相断线识别方法：
①
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ab
在整定值U1、U2之间：U1≤U
ab
≤U2②
低压侧电压互感器TV二次线电压U
bc
在整定值U1、U2之间：U1≤U
bc
≤U2③
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ca
在整定值U3、U4之间：U3≤U
ca
≤U4④
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ab
与U
bc
的差值小于等于整定值U5：|U
ab
‑
U
bc
|≤U5当上述判据全部满足，判定A相线路发生断线故障；(2)B相断线识别方法：
①
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ab
在整定值U3、U4之间：U3≤U
ab
≤U4②
低压侧电压互感器TV二次线电压U
bc
在整定值U1、U2之间：U1≤U
bc
≤U2③
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ca
在整定值U1、U2之间：U1≤U
ca
≤U2④
低压侧电压互感器TV二次线电压U
bc
与U
ca
的差值小于等于整定值U5：|U
bc
‑
U
ca
|≤U5当上述判据全部满足，判定B相线路发生断线故障；(3)C相断线识别方法：
①
低压侧电压互感器TV二次线电压U
ab
在整定值U1、U2之间：U1≤U
ab
≤U2②
低压侧电压互感器TV二次线电压U

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永红，浦骁威，常雪宇，陈永明，汤大海，刘昶，李静，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司，
类型：发明
国别省市：