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基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法

阅读：439发布：2023-02-27

专利汇可以提供基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法，它包括：步骤1、当配电线路发生单相接地故障时，故障线路上处于故障路径上的分段开关感知到高于启动值的零序电流后，借助通信信道将路径故障信息上传至变电站出线开关；步骤2、变电站出线开关统计故障开关数量N，并将数量N反馈给流过故障零序电流的分段开关；步骤3、根据分段开关根据N值和零序电流值计算该分段开关的动作时间；现有技术针对非有效接地的配电系统单相接地故障时，目前的反时限电流保护通常需要从线路末端开始向电源侧逐级整定，每级的反时限常数受到下一级保护限制，每个保护安装处采用不同的时间常数来拉开时间级差，因而整定非常繁琐等技术问题。，下面是基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法，它包括：
步骤1、当配电线路发生单相接地故障时，故障线路上处于故障路径上的分段开关感知到高于启动值的零序电流后，借助通信信道将路径故障信息上传至变电站出线开关；
步骤2、变电站出线开关统计故障开关数量N，并将数量N反馈给流过故障零序电流的分段开关；
步骤3、根据分段开关根据N值和零序电流值计算该分段开关的动作时间。
2.根据权利要求1所述的一种基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法，其特征在于：步骤3所述根据分段开关根据N值和零序电流值计算该分段开关的动作时间的公式为：
式中：t为动作时间；k为时间常数；I为故障电流；Iop为启动电流，α为反时限曲线形状系数；β为曲线平移系数；N为出线开关统计的故障分段开关数量，Zm2为分段开关测量点负序阻抗；Zs2为每公里线路所反映的负序阻抗，l为等距离分段的线路长度。
3.根据权利要求1所述的一种基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法，其特征在于：所述负序阻抗Zs2的计算方法为根据测量点的负序电压和负序电流计算；
负序电压的计算公式为：
负序电流计算公式为：

说明书全文

基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法

技术领域

[0001] 本发明属于配电线路故障诊断技术，尤其涉及一种基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法。

背景技术

[0002] 针对中性点非有效接地的配电系统，为了解决单相接地故障时故障电流不明显的问题，部分配电网络在检测到零序电压后将中性点串接小电阻，形成小电阻接地系统，以增大故障电流，便于保护动作。此时，传统的三段式零序过流保护应用存在一定困难：(1)城市配电线路通常采用等负荷或等距离分段，每段配电线路长只有3～5公里，短线路使得零序电流速断保护的整定以及定时限零序电流保护的配合越发困难；(2)定时限零序过流保护的整定时间固定，而大多数被保护元件允许通过故障电流的时间与故障电流成反比关系；(3)短路点越靠近电源，故障电流越大，过电流保护动作时间越长。而反时限零序电流保护在一定程度上具有三段式零序电流保护的功能，并且即使在电网运行方式变化较大的情况下，各级保护动作时间也能自动配合，保证动作的选择性。但目前的反时限电流保护通常需要从线路末端开始向电源侧逐级整定，每级的反时限常数受到下一级保护限制，每个保护安装处采用不同的时间常数来拉开时间级差，因而整定非常繁琐。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是：提供一种基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法，以解决现有技术针对非有效接地的配电系统单相接地故障时，目前的反时限电流保护通常需要从线路末端开始向电源侧逐级整定，每级的反时限常数受到下一级保护限制，每个保护安装处采用不同的时间常数来拉开时间级差，因而整定非常繁琐等技术问题。

[0004] 本发明的技术方案是：

[0005] 一种基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法，它包括：

[0006] 步骤1、当配电线路发生单相接地故障时，故障线路上处于故障路径上的分段开关感知到高于启动值的零序电流后，借助通信信道将路径故障信息上传至变电站出线开关；

[0007] 步骤2、变电站出线开关统计故障开关数量N，并将数量N反馈给流过故障零序电流的分段开关；

[0008] 步骤3、根据分段开关根据N值和零序电流值计算该分段开关的动作时间。

[0009] 步骤3所述根据分段开关根据N值和零序电流值计算该分段开关的动作时间的公式为：

[0010]

[0011] 式中：t为动作时间；k为时间常数；I为故障电流；Iop为启动电流，α为反时限曲线形状系数；β为曲线平移系数；N为出线开关统计的故障分段开关数量，Zm2为分段开关测量点负序阻抗；Zs2为每公里线路所反映的负序阻抗，l为等距离分段的线路长度。

[0012] 所述负序阻抗Zs2的计算方法为根据测量点的负序电压和负序电流计算；

[0013] 负序电压的计算公式为：

[0014]

[0015] 负序电流计算公式为：

[0016]

[0017] 本发明有益效果：

[0018] 本发明提出了在现有的测量条件下获取负序电流、负序电压的方法，所提出的负序阻抗不受故障电阻的影响，在借助通信信道的情况下能保证上下级保护之间的时间级差配合；不需要再进行整定，解决了现有技术针对非有效接地的配电系统单相接地故障时，目前的反时限电流保护通常需要从线路末端开始向电源侧逐级整定，每级的反时限常数受到下一级保护限制，每个保护安装处采用不同的时间常数来拉开时间级差，因而整定非常繁琐等技术问题。

具体实施方式

[0019] 一种基于负序阻抗加速的配电网统一反时限零序过流保护方法，它包括：

[0020] 步骤1、当配电线路发生单相接地故障时，故障线路上处于故障路径上的分段开关感知到高于启动值的零序电流后，借助通信信道将路径故障信息上传至变电站出线开关；

[0021] 步骤2、变电站出线开关统计故障开关数量N，并将数量N反馈给流过故障零序电流的分段开关；

[0022] 步骤3、根据分段开关根据N值和零序电流值计算该分段开关的动作时间。

[0023] 步骤3所述根据分段开关根据N值和零序电流值计算该分段开关的动作时间的公式为：

[0024]

[0025] 式中：t为动作时间；k为时间常数；I为故障电流；Iop为启动电流，α为反时限曲线形状系数；β为曲线平移系数，一般取值为1；N为出线开关统计的故障分段开关数量，Zm2为分段开关测量点负序阻抗；Zs2为每公里线路所反映的负序阻抗，l为等距离分段的线路长度。

[0026] 本发明针对等距离分段的辐射型配电网络，接地故障零序电流由故障点流回系统侧，故障路径上分段开关所感知的零序电流基本一致，采用统一反时限零序过流保护时所得到的动作时间相同，只需要距离故障点最近的分段开关保护动作；因此而本发明引入加速因子对保护动作时间进行修正，以保证上下级分段开关的动作时间拉开极差。

[0027] 保护开关上下级允许拉开的最小时间级差Δt为保护窗时间加断路器的动作时间，10kV断路器的一般动作时间为40～70ms，充分考虑一定裕度后取Δt＝0.5s。由于分段开关测量点的负序阻抗能反映测量点到系统侧的距离，因此本发明利用等距离分段的负序阻抗为时间级差修正因子，以便能够准确计算出分段开关的动作时间，以实现保护。

[0028] 由于目前成套装置大多只能获取两个线电压、两相电流以及零序电流。在只有线电压和的情况下可以使用下述公式获取负序电压

[0029]

[0030] 式中a＝ej120°，在只有相电流和零序电流的情况下可用下式获取负序电流：

[0031] 负序电流计算公式为：

[0032]

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