[发明专利]一种适应电力系统振荡的多边形距离元件及继电保护方法

说明书

一种适应电力系统振荡的多边形距离元件及继电保护方法，保护启动后，如果测量阻抗曾经在距离元件正方向区内，而此后测量阻抗落入第二象限120°～135°阻抗范围内，仍判为阻抗区内故障。测量阻抗落入第二象限大于135°后保护返回。若测量阻抗未曾落入距离元件的正方向区内，而直接落入第二象限120°～135°范围内，判为阻抗区外故障。该距离元件，在线路区外故障伴随振荡的情况下，可以加快距离保护的动作速度。

技术领域

本申请属于电力系统领域，具体地涉及一种继电保护及方法和继电保护距离元件。

背景技术

我国最早的数字式距离保护就是使用了多边形特性的距离元件，该元件的主要特点是，电抗定值和电阻定值可以分别灵活整定，带过渡电阻能力较强，又可以作为线路末端变压器低压侧故障时的远后备保护。其多边形特性及其各象限角度的设计也经历了近30年的运行检验，有长期丰富的现场使用经验。

但各种距离元件，都会根据现场运行经验，不断改进完善，以适应各种复杂的运行条件。

比如，在电网内有诸多电源和区域性负荷区情况下，若区域性负荷与电源弱连接，故障没有快速切除，电网在故障时容易出现振荡；此外，若负荷很重，可能导致振荡。在这样的系统中，若低压侧发生故障，而低压侧故障没有及时切除，就需要由相关高压侧线路保护切除故障。高压线路保护主要配置了纵联保护、距离保护和零序保护。线路区外故障，高压线路的纵联保护不能动作，距离Ⅰ段、零序Ⅰ段不在动作区内。若三相短路、没有零序分量的情况下，只能通过后备距离Ⅱ段保护或距离Ⅲ段保护动作。因没有了快速动作的保护，故障没有及时切除，可能会出现区外故障伴随振荡的情况。

区外故障伴随系统振荡，出现了阻抗轨迹变化较大的特殊情况时，阻抗轨迹可能会超出了原有多边形的距离元件第二象限的动作区，导致距离保护有返回而延时动作。同一条线路的各段距离保护有时间配合关系，相邻线路的距离保护动作时间定值也有配合关系，若靠近故障点的高压线路保护动作有延时，可能导致处于故障点远些的距离保护动作，扩大了事故范围。

本发明提出了一种适应电力系统振荡的多边形距离元件及继电保护方法，在线路区外故障伴随振荡的情况下，距离保护可以按正常时间动作，防止事故扩大范围。

发明内容

为防止线路区外故障伴随振荡的情况下，多边形距离元件可能延时动作，本发明提出了一种可用于系统振荡的多边形距离元件及继电保护方法，使用该元件的距离保护可以按正常时间动作。

首先对本发明中使用的以下技术术语进行说明或定义：

控制字：为控制某些功能的投入或退出，设置了控制字。对于适应系统振荡的距离元件功能，距离保护设置了“适应系统振荡的距离元件”控制字，当该控制字投入时，适应系统振荡的距离元件功能有效；当该控制字退出时，适应系统振荡的距离元件功能无效。电力系统的调度部门，按照具体电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各相整定值及控制字。区域性负荷与电源弱连接，或负荷很重的情况下，需要投入“适应系统振荡的距离元件”控制字，否则不投入该控制字。

电抗定值和电阻定值：阻抗值包括电抗分量和电阻分量。多边形距离元件的电抗定值和电阻定值分别整定。距离Ⅰ段、距离Ⅱ段和距离Ⅲ段元件的电抗定值通常是不同的，各段单相接地距离元件和相间距离元件的电抗定值可能不同，但所有距离元件的电阻定值是相同的。在R-X的复平面中，电阻R为横轴、电抗X为纵轴。R轴上的RDZ为电阻定值，X轴上的XDZ分别为各距离元件的电抗定值。

本发明具体采用以下技术方案。

一种适应系统振荡的多边形距离元件，所述距离元件的动作特性为多边形；其特征在于：

在距离保护中设置“适应系统振荡的距离元件”控制字，所述多边形距离元件根据“适应系统振荡的距离元件”控制字的投退情况采用不同的动作特性方程和保护判据实现自适应保护。