[發(fā)明專利]基于故障點位置識別的串聯(lián)電容補(bǔ)償線路距離保護(hù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910030851.X
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN101521371A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳福峰;錢國民
• 申請（專利權(quán)）人: 國電南京自動化股份有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種串聯(lián)電容補(bǔ)償線路距離保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

串聯(lián)電容補(bǔ)償是提高輸電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和可靠性的有效手段。其主要作用在于：通過控制潮流提高電力系統(tǒng)的輸送能力；改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性；改善電壓質(zhì)量及無功功率平衡；減少系統(tǒng)的線路損耗，提高線路傳輸容量，還具有提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性、優(yōu)化輸電線路潮流的作用。

然而串補(bǔ)電容破壞了輸電線路阻抗的均勻性，給串聯(lián)電容補(bǔ)償線路保護(hù)尤其是距離保護(hù)的設(shè)計帶來了很大的困難。串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的設(shè)計和應(yīng)用中普遍采用具有非線性伏-安特性的MOV(Metal?Oxide?Varistors)并配合空氣間隙和旁路開關(guān)作為補(bǔ)償電容的過電壓保護(hù)。MOV的非線性特性使得MOV導(dǎo)通后整個串補(bǔ)裝置的等效阻抗值難以獲得，進(jìn)一步加大了距離保護(hù)設(shè)計的難度。

傳統(tǒng)距離保護(hù)應(yīng)用于串聯(lián)電容補(bǔ)償線路存在超越動作問題。為防止超越，現(xiàn)行的解決方案主要分為兩類。其一是從距離I段的阻抗定值上躲過，即在整定時考慮串補(bǔ)電容容抗ZC，按線路阻抗ZL與串補(bǔ)電容容抗之和(ZL-j|ZC|)進(jìn)行整定，當(dāng)串補(bǔ)容量較大時保護(hù)靈敏度可能很低，甚至沒有靈敏度；其二，電平檢測方案，即假設(shè)串補(bǔ)電容上的電壓始終為其過電壓保護(hù)水平，在串補(bǔ)電容之前故障或者在串補(bǔ)電容后故障且串補(bǔ)電容被空氣間隙旁路的情況下距離保護(hù)依然存在靈敏度不足的問題。因此，現(xiàn)在運(yùn)行的串聯(lián)電容補(bǔ)償線路保護(hù)中距離保護(hù)往往都是退出的。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種串聯(lián)電容補(bǔ)償線路距離保護(hù)方法，可有效防止補(bǔ)償電容之后故障時距離保護(hù)超越動作，并且保證補(bǔ)償電容之前故障快速可靠切除故障，且不受補(bǔ)償電容安裝位置的影響，具有很好的適用性。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于故障點位置識別的串聯(lián)電容補(bǔ)償線路距離保護(hù)方法，其特征在于包括以下步驟：

1)電壓計算：利用保護(hù)安裝處的電流電壓值通過均勻傳輸線方程計算出串補(bǔ)電容安裝處(電容前)的故障相(相間)電壓U_S；

2)故障點位置判別：根據(jù)計算得到的U_S和保護(hù)安裝處的對應(yīng)的正序電壓進(jìn)行比相，根據(jù)比相結(jié)果判別故障點相對于補(bǔ)償電容的位置；

3)保護(hù)邏輯：若判為電容前故障則直接開放距離保護(hù)，無需任何防超越措施；若判為電容后故障則投入電平檢測邏輯。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的基于故障點位置識別的串聯(lián)電容補(bǔ)償線路距離保護(hù)方法利用上述步驟可有效防止補(bǔ)償電容之后故障時距離保護(hù)超越動作，并且保證補(bǔ)償電容之前故障快速可靠切除故障，且不受補(bǔ)償電容安裝位置的影響，具有很好的適用性，并且相對于其他方案很大程度地提高了保護(hù)的靈敏度，可靠性高，易于實現(xiàn)。

具體實施方式

保護(hù)啟動后開始計算串補(bǔ)電容安裝處(電容前)的故障相(相間)電壓U_S，同時計算出保護(hù)安裝處故障相(相間)的正序電壓U₁，將計算電壓U_S和U₁比相，令α＝arg(U_S/U₁)。

當(dāng)滿足180°-β＜α＜180°+β時判為電容前故障，其中β為待定的開放范圍，根據(jù)故障電流大小來自適應(yīng)。為防止將電容后故障誤判為電容前故障β不能設(shè)定的過大。但β設(shè)定的過小又容易受諧波影響導(dǎo)致將電容前故障誤判為電容后故障。根據(jù)串補(bǔ)裝置等效阻抗計算模型提出根據(jù)故障電流的幅值來自適應(yīng)β角度，在故障電流較大的時候β自動調(diào)節(jié)得大一些，故障電流較小的時候β自動調(diào)節(jié)得小一些，既保證了電容后故障時保護(hù)的選擇性還同時提高了電容前故障時保護(hù)的可靠性。具體開放角度如下表所示