[發明專利]一種具有自動配合關系的配電網后備保護方法及系統

有效

• 申請號: 202110831707.7
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113725829B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 宋國兵;常娜娜;侯俊杰;常仲學
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/093
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種具有自動配合關系的配電網后備保護方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采集配電網中故障前的電流和電壓以及故障后通過保護裝置的電流和電壓；

S2、基于步驟S1采集的故障前的電流和電壓以及故障后通過保護裝置的電流和電壓，采用全周相減法得到流過各級保護裝置的故障分量電流和故障分量電壓；

S3、基于步驟S2得到的故障分量電流和故障分量電壓，引入故障分量電流、電壓分別構造改進型反時限保護特性方程，并給出啟動量ΔI_p、ΔU_p、時間常數t_p和保護協調時間間隔CTI的選取原則，確定全網采用統一參數時的改進型反時限保護特性方程；

改進型反時限保護特性方程中，基于故障分量電流的改進型反時限保護特性方程為：

基于故障分量電壓的改進型反時限保護特性方程為

其中，t_ij為第j個保護的過流保護動作時間，t_p為時間常數，ΔI_j為第j個保護的故障分量電流工頻量幅值，ΔI_p為故障分量電流啟動量，t_uj為第j個保護的過壓保護動作時間，ΔU_j為第j個保護的故障分量電壓工頻量幅值，ΔU_p為故障分量電壓啟動量；

ΔI_p、ΔU_p的選取原則為：

故障分量電流啟動量ΔI_p的整定大于全網最大負荷投切引起的電流波動；故障分量電壓啟動量ΔU_p的整定原則為20kV及以下三相供電電壓偏差為額定電壓的±7％；

時間常數t_p的取值取決于故障分量電氣量與啟動量的比值和保護動作時間，時間常數t_p＝0.4；

基于快速斷路器的上下級保護協調時間間隔CTI為0.05s；

S4、基于步驟S3得到的改進型反時限保護特性方程，遵循各級保護動作時間最小和滿足CTI約束的原則，得到按時間大小排序的各級保護動作次序，當主保護或近后備保護拒動時，反時限后備保護基于保護動作時間動作以實現后備保護功能。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，流過各級保護裝置第k點的故障分量電流、電壓為故障狀態下的電氣量與故障前正常運行狀態下的電氣量相減。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，第k點的故障分量電流電壓具體為：

其中，表示A、B、C三相，表示保護j的相測量電流、測量電壓，m為工頻周期數，N為一周期內的采樣點數。

4.一種具有自動配合關系的配電網后備保護系統，其特征在于，包括：

采集模塊，采集配電網中故障前的電流和電壓以及故障后通過保護裝置的電流和電壓；

分量模塊，基于采集模塊采集的故障前的電流和電壓以及故障后通過保護裝置的電流和電壓，采用全周相減法得到流過各級保護裝置的故障分量電流和故障分量電壓；

改進模塊，基于分量模塊得到的故障分量電流和故障分量電壓，引入故障分量電流、電壓分別構造改進型反時限保護特性方程，并給出啟動量ΔI_p、ΔU_p、時間常數t_p和保護協調時間間隔CTI的選取原則，確定全網采用統一參數時的改進型反時限保護特性方程；

改進型反時限保護特性方程中，基于故障分量電流的改進型反時限保護特性方程為：

基于故障分量電壓的改進型反時限保護特性方程為

其中，t_ij為第j個保護的過流保護動作時間，t_p為時間常數，ΔI_j為第j個保護的故障分量電流工頻量幅值，ΔI_p為故障分量電流啟動量，t_uj為第j個保護的過壓保護動作時間，ΔU_j為第j個保護的故障分量電壓工頻量幅值，ΔU_p為故障分量電壓啟動量；

ΔI_p、ΔU_p的選取原則為：

故障分量電流啟動量ΔI_p的整定大于全網最大負荷投切引起的電流波動；故障分量電壓啟動量ΔU_p的整定原則為20kV及以下三相供電電壓偏差為額定電壓的±7％；

時間常數t_p的取值取決于故障分量電氣量與啟動量的比值和保護動作時間，時間常數t_p＝0.4；

基于快速斷路器的上下級保護協調時間間隔CTI為0.05s；

保護模塊，基于改進模塊得到的改進型反時限保護特性方程，遵循各級保護動作時間最小和滿足CTI約束的原則，得到按時間大小排序的各級保護動作次序，當主保護或近后備保護拒動時，反時限后備保護基于保護動作時間動作以實現后備保護功能。