本發明屬于電力系統繼電保護技術領域,具體涉及一種基于序差流的零序電流差動保護選相方法和裝置。
背景技術:
輸電線路發生單相經較大過渡電阻故障時,零序電流差動保護的靈敏度高于分相電流差動保護,在超、特高壓線路得到廣泛采用,但是零序電流差動保護自身不具備選相功能,需要選相元件與其配合來實現分相跳閘,對于線路單相經高阻接地故障,選相元件選相失敗會造成輕微故障下跳開三相線路,影響系統的安全穩定運行,所以選相元件的靈敏度直接影響線路零序電流差動保護的動作性能,特別是單相接地故障的選相方法。
現有選相元件主要通過降低電流差動保護判據的制動系數作為零差保護的選相元件,但是該選相元件受負荷電流影響較大,在重負荷情況下發生單相經高阻接地故障時,該選相元件選相失敗,后果是輕微故障(單相經高阻接地故障)保護跳三相,所以選相元件的動作性能直接影響零序電流差動保護的動作性能。
技術實現要素:
為了克服上述現有技術的不足,本發明提供一種基于序差流的零序電流差動保護選相方法和裝置,利用輸電線路單相接地故障時,故障點處正序、負序、零序差流之間的特征(單相接地故障時,故障點處正序、負序、零序差流大小相等,方向相同)識別單相接地的故障相。
為了實現上述發明目的,本發明采取如下技術方案:
本發明提供一種基于序差流的零序電流差動保護選相方法,所述方法包括:
計算三相差動電流;
計算三相差動電流的序分量;
零序電流差動保護裝置動作。
所述計算三相差動電流之前包括:
采集線路首端和末端的三相電流。
所述采集線路首端和末端的三相電流包括:
通過電流互感器采集線路首端和末端的三相電流;
線路首端的三相電流用表示,線路末端的三相電流用表示,其中M表示首端,N表示末端。
所述計算三相差動電流包括:
設A、B、C相的差動電流分別為有:
所述計算三相差動電流的序分量包括:
計算A相差動電流的序分量、B相差動電流的序分量和C相差動電流的序分量;
所述A相差動電流的序分量包括A相差動電流的正序分量零序分量和負序分量
所述B相差動電流的序分量包括B相差動電流的正序分量零序分量和負序分量
所述C相差動電流的序分量包括C相差動電流的正序分量零序分量和負序分量
所述A相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
其中,中間量
所述B相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
所述C相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
所述零序電流差動保護裝置動作之前包括:
確定第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為A相差動電流的正序分量,為A相差動電流的零序分量,為A相差動電流的負序分量,IA0Σ為A相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明A相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
所述零序電流差動保護裝置動作之前包括:
確定第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為B相差動電流的正序分量,為B相差動電流的零序分量,為B相差動電流的負序分量,IB0Σ為B相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明B相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
所述零序電流差動保護裝置動作之前包括:
確定第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為C相差動電流的正序分量,為C相差動電流的零序分量,為C相差動電流的負序分量,IC0Σ為C相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明C相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
本發明還提供一種基于序差流的零序電流差動保護選相裝置,所述裝置包括:
采集單元,用于采集線路首端和末端的三相電流;
計算單元,用于根據采集的線路首端和末端的三相電流計算三相差動電流,并根據三相差動電流計算三相差動電流的序分量;
判據確定單元,用于檢測零序電流差動保護裝置是否需要動作;
零序電流差動保護裝置,用于根據所述判據確定單元使相應相動作。
所述采集單元采用電流互感器;
線路首端的三相電流用表示,線路末端的三相電流用表示,其中M表示首端,N表示末端。
所述計算三相差動電流包括:
設A、B、C相的差動電流分別為有:
所述計算三相差動電流的序分量包括:
計算A相差動電流的序分量、B相差動電流的序分量和C相差動電流的序分量;
所述A相差動電流的序分量包括A相差動電流的正序分量零序分量和負序分量
所述B相差動電流的序分量包括B相差動電流的正序分量零序分量和負序分量
所述C相差動電流的序分量包括C相差動電流的正序分量零序分量和負序分量
所述A相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
其中,中間量
所述B相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
所述C相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
所述判據確定單元包括第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為A相差動電流的正序分量,為A相差動電流的零序分量,為A相差動電流的負序分量,IA0Σ為A相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置,用于根據所述判據確定單元使相應相動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明A相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
所述判據確定單元包括第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為B相差動電流的正序分量,為B相差動電流的零序分量,為B相差動電流的負序分量,IB0Σ為B相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置,用于根據所述判據確定單元使相應相動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明B相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
所述判據確定單元包括第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為C相差動電流的正序分量,為C相差動電流的零序分量,為C相差動電流的負序分量,IC0Σ為C相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置,用于根據所述判據確定單元使相應相動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明C相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
與最接近的現有技術相比,本發明提供的技術方案具有以下有益效果:
1)本發明提出的輸電線路零序電流差動保護選相方法,利用輸電線路單相接地故障時,故障點處正序、負序、零序差流之間的特征(單相接地故障時,故障點處正序、負序、零序差流大小相等,方向相同)識別單相接地的故障相;
2)本發明提出的輸電線路零序電流差動保護選相裝置,不受負荷電流的影響,單相高阻接地故障時仍可以準確選出故障相,與零序電流差動保護配合使用,可實現輸電線路單相高阻接地故障時零序電流差動保護選相跳閘,防止輕微故障跳三相情況的發生。
附圖說明
圖1是本發明實施例中故障線路示意圖;
圖2是本發明實施例中A相接地時的電流相量圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
本發明提供一種基于序差流的零序電流差動保護選相方法,所述方法包括:
計算三相差動電流;
計算三相差動電流的序分量;
零序電流差動保護裝置動作。
所述計算三相差動電流之前包括:采集線路首端和末端的三相電流。
如圖1,Em和En分別為線路首末端電源,M表示首端,N表示末端,F1表示該處發生接地故障。
所述采集線路首端和末端的三相電流包括:
通過電流互感器采集線路首端和末端的三相電流;
線路首端的三相電流用表示,線路末端的三相電流用表示;
所述計算三相差動電流包括:
設A、B、C相的差動電流分別為有:
所述計算三相差動電流的序分量包括:
計算A相差動電流的序分量、B相差動電流的序分量和C相差動電流的序分量;
A相接地時電流相量如圖2,所述A相差動電流的序分量包括A相差動電流的正序分量零序分量和負序分量所述A相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
其中,中間量
所述B相差動電流的序分量包括B相差動電流的正序分量零序分量和負序分量所述B相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
所述C相差動電流的序分量包括C相差動電流的正序分量零序分量和負序分量所述C相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
所述零序電流差動保護裝置動作之前包括:
確定第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為A相差動電流的正序分量,為A相差動電流的零序分量,為A相差動電流的負序分量,IA0Σ為A相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明A相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
所述零序電流差動保護裝置動作之前包括:
確定第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為B相差動電流的正序分量,為B相差動電流的零序分量,為B相差動電流的負序分量,IB0Σ為B相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明B相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
所述零序電流差動保護裝置動作之前包括:
確定第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為C相差動電流的正序分量,為C相差動電流的零序分量,為C相差動電流的負序分量,IC0Σ為C相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明C相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
本發明還提供一種基于序差流的零序電流差動保護選相裝置,所述裝置包括:
采集單元,用于采集線路首端和末端的三相電流;
計算單元,用于根據采集的線路首端和末端的三相電流計算三相差動電流,并根據三相差動電流計算三相差動電流的序分量;
判據確定單元,用于檢測零序電流差動保護裝置是否需要動作;
零序電流差動保護裝置,用于根據所述判據確定單元使相應相動作。
所述采集單元采用電流互感器;
線路首端的三相電流用表示,線路末端的三相電流用表示,其中M表示首端,N表示末端。
所述計算三相差動電流包括:
設A、B、C相的差動電流分別為有:
所述計算三相差動電流的序分量包括:
計算A相差動電流的序分量、B相差動電流的序分量和C相差動電流的序分量;
所述A相差動電流的序分量包括A相差動電流的正序分量零序分量和負序分量所述A相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
其中,中間量
所述B相差動電流的序分量包括B相差動電流的正序分量零序分量和負序分量所述B相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
所述C相差動電流的序分量包括C相差動電流的正序分量零序分量和負序分量所述C相差動電流的正序分量零序分量和負序分量分別表示為:
所述判據確定單元包括第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為A相差動電流的正序分量,為A相差動電流的零序分量,為A相差動電流的負序分量,IA0Σ為A相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置,用于根據所述判據確定單元使相應相動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明A相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
所述判據確定單元包括第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為B相差動電流的正序分量,為B相差動電流的零序分量,為B相差動電流的負序分量,IB0Σ為B相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置,用于根據所述判據確定單元使相應相動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明B相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
所述判據確定單元包括第一判據、第二判據和第三判據;
所述第一判據為:
所述第二判據為:
所述第三判據為:
其中,為C相差動電流的正序分量,為C相差動電流的零序分量,為C相差動電流的負序分量,IC0Σ為C相差動電流的零序分量幅值。
所述零序電流差動保護裝置,用于根據所述判據確定單元使相應相動作包括:
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,則表明C相發生單相接地故障,零序電流差動保護裝置使A相跳開;
當第一判據、第二判據、第三判據同時滿足時,否則零序電流差動保護裝置使A、B、C三相均跳開。
最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制,所屬領域的普通技術人員參照上述實施例依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者等同替換,這些未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換,均在申請待批的本發明的權利要求保護范圍之內。