[發(fā)明專利]用于接地距離保護(hù)的方法和裝置無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200980162527.1 | 申請日： | 2009-11-18 |
| 公開（公告）號： | CN102687359A | 公開（公告）日： | 2012-09-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 蘇斌;李幼儀;楊贏 | 申請（專利權(quán)）人： | ABB研究有限公司 |
| 主分類號： | H02H7/26 | 分類號： | H02H7/26 |
| 代理公司： | 北京邦信陽專利商標(biāo)代理有限公司 11012 | 代理人： | 王昭林;崔華 |
| 地址： | 瑞士*** | 國省代碼： | 瑞士;CH |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 接地 距離 保護(hù) 方法 裝置 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于電力傳輸系統(tǒng)的改進(jìn)接地距離保護(hù)性能的方法和裝置。特別地，本發(fā)明涉及當(dāng)系統(tǒng)是多相時，使電抗器邊界對遠(yuǎn)距離饋電電流免疫的方法和裝置。
背景技術(shù)
電力輸送系統(tǒng)常常采用遠(yuǎn)距繼電器，以確定是否系統(tǒng)中的故障發(fā)生在從特定監(jiān)控/測量點(diǎn)開始的預(yù)先確定的距離內(nèi)，該繼電器位于該監(jiān)控/測量點(diǎn)。從測量點(diǎn)開始的所述預(yù)先確定的距離內(nèi)的區(qū)域被稱為繼電器的一個保護(hù)區(qū)域。也就是說，在傳輸線上順序地排列著幾個保護(hù)區(qū)域(例如區(qū)域1、區(qū)域2、區(qū)域3等等)。本發(fā)明特別關(guān)注遠(yuǎn)距離繼電器，其響應(yīng)于在特定保護(hù)區(qū)域，例如區(qū)域1內(nèi)的單相對地故障。通常，單獨(dú)的繼電器常被配置在多相電力傳輸系統(tǒng)每一項(xiàng)的區(qū)域1中。
在通常采用的遠(yuǎn)距繼電器的形式中，跳閘信號是通過比較由故障條件下在監(jiān)控點(diǎn)測量的系統(tǒng)電壓和電流的得到電壓相位來決定的。例如，參照圖1，在四邊形的接地距離特性繼電器中，它包括四個元件。如圖1所示的，四邊形的特性圖的每一邊代表一個不同的元件。特別地，上部線11代表電抗元件；左右兩邊的線12和14分別代表正和負(fù)電阻邊界；底邊13代表方向元件。在圖1所示的特性圖呈現(xiàn)了用于傳輸線的典型的四邊形特性。如果所測量的阻抗落入前述提到的四元件定義的盒區(qū)域內(nèi)，則運(yùn)行四邊形的(quadrilateral)接地距離特性。如果所測量的阻抗落入前述提到的四元件定義的盒區(qū)域外，則四邊形的接地距離特性不被運(yùn)行。
當(dāng)三個序網(wǎng)線路和系統(tǒng)的源阻抗角相同時，系統(tǒng)是平衡的(homogeneous)。如果與電抗元件使用的用作極化量參考的時序電流相關(guān)聯(lián)的信號源阻抗和線路阻抗具有相同的角，則該系統(tǒng)也是被視為是平衡的。例如，在使用零序電流作為極化量(polarizing)參考的電抗元件中，僅僅考慮零序網(wǎng)絡(luò)。在使用負(fù)序電流作為極化參考的電抗元件中，僅僅考慮負(fù)序網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明中，集中對使用零序參數(shù)的電抗元件進(jìn)行討論和計算。
當(dāng)源和線路阻抗角不相等時，該系統(tǒng)是非平衡的。在非平衡系統(tǒng)中，故障的總電流角與繼電器測量的電流角是不同的。對于金屬性故障(假定在該故障中無電阻的情形)，故障電流角和繼電器測量的電流角之間的差異不再是問題。
不過，對于圖1所描述的情形，存在故障電阻的地方，在故障電流角和繼電器電流角之間的差異能導(dǎo)致接地距離繼電器嚴(yán)重地誤動跳閘或拒動跳閘。在發(fā)生高阻抗故障的情況下，尤其如此。如果系統(tǒng)參數(shù)的非對稱性未被適當(dāng)?shù)丶m正，該保護(hù)將具有低靈敏特性(稱為“拒動跳閘”)或者響應(yīng)于保護(hù)區(qū)域外的故障而錯誤地跳閘(稱為“誤動跳閘”)。在拒動跳閘的情形下，發(fā)生在保護(hù)區(qū)域內(nèi)的內(nèi)故障可以被認(rèn)為是外部故障，而且繼電器會因此不跳閘。在誤動跳閘的情形下，外部故障可以被認(rèn)為是內(nèi)部故障，并且保護(hù)區(qū)域?qū)⒈诲e誤地跳閘。拒動跳閘行為和誤動跳閘行為二者對傳輸線路都具有負(fù)面影響。現(xiàn)代保護(hù)技術(shù)的目的就是限制誤動跳閘和拒動跳閘行為。
圖2描述一個電力傳輸系統(tǒng)的示例圖。其中，附圖標(biāo)記G1和G2代表通過傳輸線連接的兩個電源。標(biāo)記f代表接地故障發(fā)生的位置。標(biāo)號Rf代表由接地故障導(dǎo)致的電阻。標(biāo)記M和N代表在傳輸系統(tǒng)中的兩測量點(diǎn)。ZL代表整個傳輸線的阻抗。標(biāo)記m代表從測量點(diǎn)(M)至故障位置每單位距離，因此，從f點(diǎn)至M點(diǎn)的阻抗是m*ZL，以及從f點(diǎn)到N點(diǎn)的阻抗是(1-m)*ZL。
對于如圖2所示的傳輸系統(tǒng)中發(fā)生的接地故障，總線M的電壓能夠由如下公式(1)加以計算。
UM＝m*Z1L*(Iφ+k*I0)+If*Rf????????????????????????(1)
Z1L和Z0L分別代表正序和零序線路阻抗。IΦ代表故障相電流。I0代表零序電流。If代表零序電流。以及，公式中的系數(shù)K如下表示：k＝(Z0L-Z1L)/Z1L。
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