过负荷时线路保护防误动解决方法技术

本发明专利技术公开了过负荷时线路保护防误动解决方法，对于接地距离ＩＩＩ段继电器，通过不对称度ｍ区分负荷状态还是故障状态，不对称度ｍ定义为：式（２），当ｍ≤ｋ１时，判为负荷状态，限制条件不开放；当ｍ≥ｋ２时，判为轻负荷故障状态，限制条件开放；当ｋ１＜ｍ＜ｋ２时，判为重负荷故障状态，再增加附加限制条件，最终判断限制条件是否开放。对于相间距离ＩＩＩ段继电器，增加限制条件：式（６），当式（６）满足时，限制条件开放，否则限制条件不开放。本发明专利技术能够确保在过负荷以及过负荷再故障情况下距离保护的动作性能，避免过负荷造成距离保护误动作，并取消了保护装置中负荷限制继电器的用户整定的定值，避免由于该定值整定错误带来的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种过负荷造成线路保护误动作的解决方法及应用该方法的装置。
技术介绍
大电网的交流互联和提高超高压线路的输送容量使得线路过负荷情况尤为突出， 在过负荷情况下系统中保护装置的动作性能将受到一定制约，尤其是距离保护中的距离 III段元件可能会在无故障情况下动作切除线路，这种后备保护先于安全自动装置动作的 情况有可能导致事故扩大，给电网稳定运行带来恶劣的影响。 现有的过负荷解决方法一般从距离保护动作特性上入手，不改变原有的距离继电 器整定原则，仅增加接地、相间负荷限制继电器。该负荷限制继电器考虑事故性过负荷情况 下所能出现的测量阻抗，通过整定定值避免在此情况下动作，保证距离元件的性能。 负荷限制继电器表达式如下 < 『"< 180° + %'式(1) 其中，^为母线电压、/为经补偿后的母线电流。R^为整定电阻值，由用户整定。其 中，A,为线路正序阻抗角。 现有的过负荷解决措施，在保护装置中实现起来较为简单。但是仍然存在以下问 题 1.负荷限制继电器整定时按躲过最严重的事故过负荷情况计算，恶化了距离继电 器的性能，削弱了作为后备保护的优势； 2.原理上实现简单，但对于整定人员而言，如何寻找合适的定值Rset是一大难题。 如果整定不合理，在某些极小概率的过负荷情况下，将造成严重的误整定事故，给电网带来 灾难。 王梅义、蒙定中等编著的《高压电网继电保护运行技术》(第一版，北京电力工业 出版社，1981)中提出了过负荷的部分解决措施，同时强调了整定定值的重要性；高旭，胥 桂仙在中国电机工程学报发表的文章《华北电网距离保护躲负荷阻抗整定方法》(2006年 ll月，Zl期)中也研究了在华北电网过负荷线路上整定的原则。可见现有解决措施基本依 赖于定值整定。所以目前迫切需要从保护原理上入手，寻找新的对策以较为彻底的解决过 负荷所带来的问题，这对于电网的安全稳定运行具有极为重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进线路保护中距离元件在过负荷情况下的动作性能，避免由 于过负荷期间线路保护不正确动作造成继发性事故，对电网稳定运行带来严重影响；同时 解决现有负荷限制继电器造成用户整定困难的问题，避免由于整定错误带来误动作的可能 性。本专利技术采取的技术方案如下过负荷一般仅对 离III段元件带来影响，因此对接地、相间距离III段继电器增加限制条件。该限制条件保证过负荷时不开放，故障情况下 正确开放，同时故障相开放灵敏度高于非故障相，这样又能解决过负荷再故障情况下的问 题。 对于接地距离III段继电器，首先通过不对称度m区分负荷状态还是故障状态。 不对称度m定义如下<formula>formula see original document page 5</formula>式(2) 式(2)中，/。，人和人分别指保护安装处线路的零序电流、正序电流和负序电流； 当m《、时，判为负荷状态，限制条件不开放；、按躲过正常运行时最大不平衡度 整定，建议取值范围为O. 1 0. 3，更好的范围为0. 2 0. 3 ; 当m > k2时，判为轻负荷故障状态，限制条件开放；k2按该不对称度下负荷不影响 距离元件动作性能加以整定，建议取值0. 6 0. 8。 当、<!11<^时，判为重负荷故障状态，增加附加限制条件，判断是否同时满足式 (3) 、 (4)，满足则限制条件开放，不满足则不开放。 <formula>formula see original document page 5</formula> <formula>formula see original document page 5</formula> 式(3)中，《为保护安装处母线电压，^为功率因数角，pu表示对该值以额定电压 作基准求标幺值，下同。k3按金属性故障情况下最大计算误差整定，一般为负值，建议取值 为-O. 25 _0. 1，更好的范围为-0.2 -0. 15 ;、按躲过正常运行时的最大负荷整定，建议 取值为0. 6 0. 8，更好的范围为0. 7 0. 8。 式(4)中，^为对应相距离III段整定点处电压，& =《-《+3^)Z,^，其中A为保护安装处电流，^=%^为零序电流补偿系数，ZM、 Zu为线路零序、正序阻抗，i为<formula>formula see original document page 5</formula>母线处零序电流，zset3为距离三段整定阻抗。G为母线处正序电压，根据f^计算可得。 利用正序电压《和正序电流/,之间夹角^判别故障点方向，故障点方向分以下四种 情况送端正方向故障、送端反方向故障、受端正方向故障、受端反方向故障。针对不同的故 障点位置，a 、 |3有以下不同的取值。 分别按如下判断 (1) 0°《A <90° ，送端正方向故障。以下表达式中^为相量"的模。 当w〉(1.5"'cos^Xpw时，a =90° ， 〃 = 270° - ^ + (m— 1.5(7cos^)6(T 当m《(1.5^7, cos仍)，时，按式(5)分别计算各相k值，k值最大的一相确定为故障相，分别对故障相、超前相、滞后相采取以下计算措施。超前相和滞后相针对故障相而言，依照保护中规定的电压旋转方向，以A — B — C — A的顺序循环。 <formula>formula see original document page 5</formula> 式(5)中，/。、 /^为母线零序和负序电压相量，p代表A、B、C三相任一相。 a)故障相，当(f/,cos^);w〉1.5w时， a =90° ，= 270° —仍+(1.5mcos仍)30° 。 否则，a =90° ，/ = 270°-^。 b)滞后相，当(^COS^);w〉1.5w时， a =90° ，々=270。-^+(1.5m-f/! cos^)60° 。 否则，a =90° ，/ = 270°-^。 c)超前相，当(tAeos仍);w〉m时， a =90° ，〃 = 270° —^十(附一L^ cosp')90。。 否贝lj， a =90° ，A = 270°-p,。 (2) 90° S A < 180° ，受端正方向短路。 a = 90° ， P = 270° 。 (3) 180、^ <27(T ，受端反方向短路。 a = 120° ， P = 270° 。 (4) 270° S仍< 360° ，送端反方向短路。 a = 90° ， P = 210° 。 得出a ， |3值后代入式(4)进行计算，根据式(3)和式(4)的计算结果，可决定A、 B、C三相的接地距离III段限制条件是否开放。 对于相间距离III段继电器，利用相间故障时弧光电压特性，增加限制条件解决过负荷问题。由于相间故障时，不论线路电压等价多大，电弧电阻上的压降都约为线路电压 额定值的5^，用t/^cos^^能够近似计算故障电弧电阻压降，而过负荷情况下，i7，cc)s^^值远大于5%，所以形成以下的限制条件。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
过负荷时线路保护防误动解决方法，其特征是：对于接地距离Ⅲ段继电器，通过不对称度ｍ区分负荷状态还是故障状态，不对称度ｍ定义如下：ｍ＝｜＊↓［０］｜＋｜＊↓［２］｜／｜＊↓［１］｜式（２）式（２）中，＊↓［０］，＊↓［１］和＊↓［２］分别指保护安装处线路的零序电流、正序电流和负序电流；当ｍ≤ｋ↓［１］时，判为负荷状态，限制条件不开放，闭锁接地距离Ⅲ段继电器；ｋ↓［１］按躲过正常运行时最大不平衡度整定，建议取值范围０．１～０．３；当ｍ≥ｋ↓［２］时，判为轻负荷故障状态，限制条件开放，开放接地距离Ⅲ段继电器；ｋ↓［２］按该不对称度下负荷不影响距离元件动作性能加以整定，建议取值范围０．６～０．８。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柳焕章，沈国荣，舒治淮，张德泉，赵青春，李会新，谢华，杨军，谢俊，
申请(专利权)人：华中电网有限公司，南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]