基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法技术

基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法，包括：采集主变高中压侧的零序电压和电流、主变低压侧的零序电流；当主变高压侧或中压侧发生故障时，若故障侧零序电压大于等于零序电压最小阈值时，以故障侧零序电压向量构成第一极化电压向量，以第一极化电压向量与故障侧零序电流向量的夹角来判别零序故障方向；否则，以低压侧零序电流构成极化电流向量，利用极化电流向量与故障侧的等效一次零序电源阻抗计算得到的第二极化电压向量，以第二极化电压向量与故障侧零序电流向量的夹角来判别零序故障方向；以第一极化电压向量和第二极化电压向量的矢量和构成双极化电压向量，以双极化电压向量与故障侧零序电流向量的夹角来判别零序故障方向。夹角来判别零序故障方向。夹角来判别零序故障方向。

【技术实现步骤摘要】
基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法


[0001]本专利技术属于电力系统继电保护领域，具体地，涉及基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法。

技术介绍

[0002]在变压器高压侧(110kV及以上)及中压侧一般为中性点直接接地系统(又称大接地电流系统)，当发生接地短路时将出现很大的零序电流，故而零序保护在切除接地故障发挥着重要的作用。
[0003]现有技术中，在变压器保护装置中，零序保护功能根据实际应用场景可以投入带方向或不带方向。当投入带方向时，方向判别通常都是以极化电压U
pol
作为参考基准，通过零序电流3I0与极化电压U
pol
的夹角比较来判别零序故障的正反方向。极化电压U
pol
取自零序电压3U0或者负序电压3U2，即U
pol
＝3U0或U
pol
＝3U2。
[0004]在这种情况下，当发生电压互感器(Voltagetransformer，VT)断线、VT空开跳开，或者变压器保护装置安装位置在强电源侧，远距离负荷侧故障，变压器保护装置采样获得的零序电压较小(小于1％，1～2V)时，会导致方向元件失效进而导致零序保护拒动的情况发生，使得保护的灵敏性降低。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法，在现有技术中以零序或负序极化电压作为方向判别的参考电压的基础上，增加极化电流和双极化电压向量的判别方式，避免方向元件失效进而导致零序保护拒动的情况发生，进而提高继电保护装置的可靠性。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]本专利技术提出了一种基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法，包括：
[0008]步骤1，采集主变高、中压侧的零序电压和零序电流；采集主变低压侧的零序电流；
[0009]步骤2，当主变高压侧或中压侧发生零序接地故障时，先判断故障侧零序电压与设定的零序电压最小阈值的关系，若故障侧零序电压大于等于零序电压最小阈值时，则进入步骤3，否则进入步骤4；
[0010]步骤3，以故障侧零序电压向量构成第一极化电压向量，以第一极化电压向量与故障侧零序电流向量的夹角来判别零序故障方向；
[0011]步骤4，以低压侧零序电流构成极化电流向量，利用极化电流向量与故障侧的等效一次零序电源阻抗计算得到的第二极化电压向量，以第二极化电压向量与故障侧零序电流向量的夹角来判别零序故障方向；
[0012]步骤5，以第一极化电压向量和第二极化电压向量的矢量和构成双极化电压向量，以双极化电压向量与故障侧零序电流向量的夹角来判别零序故障方向。
[0013]优选地，步骤2中，零序电压最小阈值为1％U
n
，U
n
为零序电压二次额定值。
[0014]优选地，步骤3中，第一极化电压U
pol
为3U0，U0为故障侧零序电压。
[0015]优选地，步骤3包括：
[0016]步骤3.1，将第一极化电压向量按照设定的零序方向灵敏角进行顺时针旋转；
[0017]步骤3.2，将故障侧零序电流向量旋转180
°
，旋转后的故障侧零序电流向量滞后第一极化电压向量；
[0018]步骤3.3，正方向动作区域为按照设定的零序方向灵敏角进行顺时针旋转后的第一极化电压向量为垂直平分线的
‑
80
°
和+80
°
之间；若旋转后的故障侧零序电流向量处于正方向动作区域中，则判定是零序故障为正方向；反之，则判定零序故障为反方向。
[0019]优选地，步骤3.1中，零序方向灵敏角的取值范围为0
°
到90
°
。
[0020]优选地，步骤3.2中，故障侧零序电流向量为3I0，I0为故障侧零序电流；故障侧零序电流向量旋转180
°
后得到
‑
3I0。
[0021]优选地，步骤4中，极化电流I
pol
为3I0，I0为低压侧零序电流。
[0022]优选地，以如下关系式计算第二极化电压向量：
[0023]U
pol2
＝I
pol
×
ZN
pol
[0024]式中，
[0025]U
pol2
为第二极化电压向量，
[0026]ZN
pol
为故障侧的等效一次零序电源阻抗，满足ZN
pol
＝RN
pol
+jXN
pol
，其中，RN
Pol
为故障侧的等效一次零序电源电阻，XN
Pol
为故障侧的等效一次零序电源电抗。
[0027]优选地，步骤4包括：
[0028]步骤4.1，将第二极化电压向量按照设定的零序方向灵敏角进行顺时针旋转；
[0029]步骤4.2，将故障侧零序电流向量旋转180
°
，旋转后的故障侧零序电流向量滞后第二极化电压向量；
[0030]步骤4.3，正方向动作区域为按照设定的零序方向灵敏角进行顺时针旋转后的第二极化电压向量为垂直平分线的
‑
80
°
和+80
°
之间；若旋转后的故障侧零序电流向量处于正方向动作区域中，则判定是零序故障为正方向；反之，则判定零序故障为反方向。
[0031]优选地，步骤5中，双极化电压向量是第一极化电压向量和第二极化电压向量的矢量和。
[0032]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术将现有技术中通过故障侧零序或负序电压构成的极化电压作为第一极化电压，引入低压侧零序电流和故障侧的等效一次零序电源阻抗得到第二极化电压，再利用第一极化电压和第二极化构成的双极化电压，基于三种极化电压进行故障方向判别，避免方向元件失效进而导致零序保护拒动的情况发生，进而提高继电保护装置的可靠性。
附图说明
[0033]图1是本专利技术提出的一种基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法的流程图；
[0034]图2是本专利技术实施例中零序故障方向判别示意图之一；
[0035]图3是本专利技术实施例中零序故障方向判别示意图之二；
[0036]图2和3中的附图标记说明如下：
[0037]Φ0为零序过流方向灵敏角，可整定；为参考电压向量；为零序故障电流向量；
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的有所其它实施例，都属于本专利技术的保护范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，采集主变高、中压侧的零序电压和零序电流；采集主变低压侧的零序电流；步骤2，当主变高压侧或中压侧发生零序接地故障时，先判断故障侧零序电压与设定的零序电压最小阈值的关系，若故障侧零序电压大于等于零序电压最小阈值时，则进入步骤3，否则进入步骤4；步骤3，以故障侧零序电压向量构成第一极化电压向量，以第一极化电压向量与故障侧零序电流向量的夹角来判别零序故障方向；步骤4，以低压侧零序电流构成极化电流向量，利用极化电流向量与故障侧的等效一次零序电源阻抗计算得到的第二极化电压向量，以第二极化电压向量与故障侧零序电流向量的夹角来判别零序故障方向；步骤5，以第一极化电压向量和第二极化电压向量的矢量和构成双极化电压向量，以双极化电压向量与故障侧零序电流向量的夹角来判别零序故障方向。2.根据权利要求1所述的基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法，其特征在于，步骤2中，零序电压最小阈值为1％U
n
，U
n
为零序电压二次额定值。3.根据权利要求1所述的基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法，其特征在于，步骤3中，第一极化电压U
pol
为3U0，U0为故障侧零序电压。4.根据权利要求3所述的基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法，其特征在于，步骤3包括：步骤3.1，将第一极化电压向量按照设定的零序方向灵敏角进行顺时针旋转；步骤3.2，将故障侧零序电流向量旋转180
°
，旋转后的故障侧零序电流向量滞后第一极化电压向量；步骤3.3，正方向动作区域为按照设定的零序方向灵敏角进行顺时针旋转后的第一极化电压向量为垂直平分线的
‑
80
°
和+80
°
之间；若旋转后的故障侧零序电流向量处于正方向动作区域中，则判定是零序故障为正方向；反之，则判定零序故障为反方向。5.根据权利要求4所述的基于极化电流提高变压器零序保护方向元件可靠性的方法，其特征在于，步骤3.1中，零序方向灵敏角的取值范围为0
°
到90
°
。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张程，秦嗣友，苏毅，邓琳，娄霄楠，高杰，蔡佳莹，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：