[发明专利]确保距离保护后备段不受过负荷影响的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统安全稳定运行的一种继电保护技术，尤其涉及--高压输电线路有关距离保护不反应过负荷的继电保护方法。

背景技术

在世界历次大停电事故中，高压线路距离保护中的后备段，即距离保护的第III段，因避不开过负荷而误跳闸，是扩大事故甚至是引发事故的重要原因。这个问题现在正逐渐引起各方广泛关注和重视(见1999年中国电力出版社《电网继电保护应用》和2007年中国电力出版社《高压电网继电保护运行与设计》论述)。分别得出的结论是希望距离保护第III段需要避开的最大负荷应按导线热稳定考虑，或者增加低电压闭锁，但都未能彻底解决问题。而且加低电压闭锁后，将极大地降低其灵敏度，使III段保护不能对下一级线路的故障起后备保护作用。由于一直没有好办法，甚至有人主张，放弃距离保护第III段。

距离III段若不能对下一级线路故障起后备作用，是十分危险的。但对距离III段的后备作用也存在误区。本线路故障若距离I段拒动，则上一级线路的距离II段也可能动作跳闸，同样会扩大停电范围。本线路距离II段动作已无法限制停电范围，动作延时长得多的距离III段更不能够起后备保护作用了。何况微机距离保护中各段均由同一CPU的软件实现，距离I、II段拒动时III段也一定要拒动，起不了后备保护作用。由此可见，实际上距离III段只应负责对下一级线路故障起远后备保护的作用。

要求距离III段对下一级线路故障能灵敏地起后备保护的作用，与应当避开最小负荷阻抗(最大负荷电流)的矛盾是众所周知的，成为长期讨论的一个议题，却又始终未能很好的解决。通常只是在长距离重负荷线路的距离保护中增设负荷限制继电器，将可预见的最小负荷阻抗Z_F1排斥在距离III段的动作区外，见附图1。但这仅对可以预见的过负荷有效，当出现不可预见的异常过负荷(尤其在负荷转移)时测量阻抗减小为Z_F2仍难免要误动。线路保护的任务是在发生短路故障时动作跳闸，切除故障。过负荷不是故障，理当不受影响。线路过负荷允许的时间较长，一般可达30min(文献3，防御大停电的广域保护和紧急控制2007中国电力出版社)，所以距离III段应研究解决从根本上区分过负荷与短路的方法。关键的问题是设计出能避开过负荷，却能反应三相故障的距离继电器，以解决距离保护过负荷误动的问题。

发明内容

为了彻底解决距离保护后备段过负荷误动的问题，本发明的发明内容如下：

在距离保护的后备段保护中，包括三个反应单相故障的接地距离继电器Z_φ(即Z_A、Z_B、Z_C)、三个反应相间短路故障的相间距离继电器Z_φφ(即Z_AB、Z_BC、Z_CA)和一个反应三相故障的距离继电器Z_3φ；同时不间断地监测线路电压、电流和零序电压(U₀)、零序电流(I₀)、负序电压(U₂)、负序电流(I₂)。

当线路发生单相接地故障时，三个反应单相故障的接地距离继电器Z_A、Z_B、Z_C由零序电流继电器I₀和零序电压继电器U₀启动。即将三个反应单相故障的接地距离继电器Z_A、Z_B、Z_C组成“或”门后，其输出与零序电流继电器I₀和零序电压继电器U₀一起组成“与”门出口；

当线路发生相间短路故障时，三个反应相间短路故障的相间距离继电器Z_AB、Z_BC、Z_CA由负序电流继电器I₂和负序电压继电器U₂启动。即将三个反应相间短路故障的相间距离继电器Z_AB、Z_BC、Z_CA组成“或”门后，其输出再与负序电流继电器和负序电压继电器的输出一起组成“与”门出口；