[发明专利]距离保护方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及到电力系统继电保护设备和方法。

背景技术

距离保护是反映故障点至距离保护安装处之间的距离或阻抗，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为距离或阻抗继电器，它可根据其端子上所加的电压和电流测知距离保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的测量阻抗。当短路点距距离保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路点距距离保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了距离保护有选择性地切除故障线路。

用电压与电流的比值构成的继电保护，又称阻抗距离保护。阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值，也就是短路点至距离保护安装处的阻抗值。因线路的阻抗值与距离成正比，所以叫距离保护或阻抗保护。距离保护分为接地距离保护和相间距离保护等。距离保护与电流、电压保护相比，其保护范围与灵敏度受系统运行方式变化的影响较小，能满足复杂网络快速、有选择性地切除故障元件的要求，因此在高压和超高压输电线路上获得广泛应用。

然而，距离保护在非金属性故障情况下容易拒动或误动，给电力系统的安全运行带来严峻挑战。所谓非金属性故障是指例如线路通过树木放电、击穿空气放电等形成的短路故障。

针对传统距离保护在非金属性故障情况抗过渡电阻能力差的问题，本领域内技术人员采用了一些技术方案，并取得一定成果。根据保护发明所用信息可分为单端法和双端法：单端法主要从避免过渡电阻的角度出发，如通过自适应调整保护动作边界增强抗过渡电阻能力；或在测量阻抗中消除故障附加阻抗，使测量阻抗能准确反映实际故障位置。双端法主要从过渡电阻自身故障特征的角度出发，如利用线路两端有功功率构造差动保护；或通过计算过渡电阻消耗的有功功率识别高阻接地故障。但是这些技术方案需借助通讯通道传输线路对端信息，因此存在难以实时调整控制、难以实际应用的问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提出一种基于阻抗复数平面的距离保护方法和系统。本发明中根据距离保护安装处的测量阻抗、故障阻抗和故障附加阻抗在阻抗复数平面上的几何分布关系，分别计算距离保护安装处的测量阻抗、故障阻抗与故障附加阻抗的夹角；在此基础上，利用三角形边角关系计算故障阻抗，通过判断故障阻抗是否落入距离保护动作区域，因此构建了距离保护的新判据。

为了实现此目的，本发明采取的技术方案为如下。

一种距离保护方法，包括步骤：

A、采集距离保护安装处的电压距离保护安装处的电流距离保护安装处的负序电流距离保护安装处的零序电流距离保护整定值和距离保护所在线路阻抗角

B、根据步骤A中的采集信号，确定故障阻抗Z_f；

C、根据所述故障阻抗Z_f和距离保护整定值，确定是否发送跳闸信号或者闭锁信号。

其中根据所述故障阻抗Z_f和距离保护整定值，确定是否发送跳闸信号或者闭锁信号的步骤为：当故障阻抗Z_f落入距离保护整定值限定的距离保护动作区域内时，发出跳闸信号，距离保护动作；否则，发送闭锁信号，距离保护不动作。

另外，步骤B中确定故障阻抗Z_f的方法为：

B01、根据距离保护安装处的电压和距离保护安装处的电流确定距离保护安装处的测量阻抗以及测量阻抗角

B02、根据距离保护安装处的电流负序电流零序电流确定故障附加阻抗角

B03、根据距离保护所在线路阻抗角和故障附加阻抗角确定距离保护安装处的测量阻抗与故障附加阻抗的夹角其中

B04、根据距离保护安装处的测量阻抗角与故障附加阻抗角确定故障阻抗与故障附加阻抗的夹角其中

B05、确定故障阻抗为其中

当故障为单相接地故障时，所述故障附加阻抗角为或其中arg为复数的相角。

或者当故障为两相短路故障时，所述故障附加阻抗角为其中arg为复数的相角。

又或者当故障为两相接地故障时，所述故障附加阻抗角为其中arg为复数的相角。

而当故障为三相短路故障时，所述故障附加阻抗角为0。

一种距离保护系统，所述距离保护系统包括顺序相连的数据读入模块、阻抗角计算模块、故障阻抗计算模块和保护动作模块；