一种电流自适应保护方法

摘要

本发明公开了属于电力系统的技术领域的一种电流自适应保护方法。利用故障网络等值化简方法和故障稳态分量理论得到故障前节点电压与故障稳态注入电流的关系，使用网络系统参数矩阵构成故障稳态注入电流与故障稳态支路电流的线性映射关系，利用相关支路的故障稳态电流构造新型电流自适应保护。本发明通过网络系统参数矩阵消除分布式电源对各支路上故障稳态电流的作用，避免了由于分布式电源接入而造成的继电保护误动作情况的发生。整定算法更为简单、实用。主保护的保护范围是线路全长的72.88％-72.94％，因此，后备保护延伸到下级线路的保护范围小于主保护的保护范围，可满足保护配合的要求。

主权项

1.一种电流自适应保护方法，其特征在于，利用故障网络等值化简方法和故障稳态分量理论得到故障前节点电压与故障稳态注入电流的关系，使用网络系统参数矩阵构成故障稳态注入电流与故障稳态支路电流的线性映射关系，利用相关支路的故障稳态电流构造电流自适应保护，具体步骤如下：步骤1.1根据电力系统模型，首先采集：系统母线节点、线路、动模试验类型、分布式电源、发电机和负荷的相应表征参数，构建原始系统数据文件；步骤1.2运用故障稳态分量理论提取各节点的故障稳态电压和各条支路的故障稳态电流；步骤1.3根据故障位置建立节点电压方程，运用故障网络等值化简方法得到故障前节点电压与故障稳态注入电流的关系：${\stackrel{·}{I}}_J=[Y_{\mathrm{JJ}}-Y_{\mathrm{JB}}{(Y_{\mathrm{BB}}-Y_{\mathrm{BE}}{Y}_{\mathrm{EE}}^{-1}{Y}_{\mathrm{EB}})}^{-1}{Y}_{\mathrm{BJ}}]{\stackrel{·}{U}}_J$式中，为母线J处的故障稳态注入电流；为母线J的故障稳态电压；Y_EE、Y_BE、Y_EB、Y_BB、Y_BJ、Y_JB、Y_JJ为故障稳态网络的分块节点导纳矩阵，不受系统运行方式影响；步骤1.4运用网络系统参数矩阵形成故障稳态注入电流与故障稳态支路电流的映射关系；步骤1.5利用相关支路的故障稳态电流构造电流自适应保护，电流自适应保护由电流自适应主保护和电流自适应后备保护共同组成，其中，电流自适应主保护作为保护系统的主保护，其表达式为：$I_{\mathrm{set}.k}^I\left\{\begin{array}{cc}{K}_{\mathrm{rel}}^I{K}_d{I}_{\mathrm{Sk}}& I_{\mathrm{Sk}}>K_p{I}_{\mathrm{Lk}}\\ K_p{I}_{\mathrm{Lk}}& I_{\mathrm{Sk}}\le K_p{I}_{\mathrm{Lk}}\end{array}\right.$式中，是电流自适应主保护的整定值；为主保护可靠系数，取1.1；K_d为故障类型系数，三相短路为1，两相短路为I_Sk为第k条线路的故障稳态电流幅值；I_Lk为第k条线路故障前负荷电流的幅值；K_p为门槛值，取K_p=0.1；当第k条线路上保护安装处测量值的幅值大于整定值时，主保护动作；反之，主保护不动作；电流自适应后备保护作为保护系统的后备保护，为电流自适应主保护提供后备保护，其表达式为：$I_{\mathrm{set}.k}^{\mathrm{II}}=\left\{\begin{array}{cc}{K}_{\mathrm{rel}}^{\mathrm{II}}{K}_d{I}_{\mathrm{Sm}}& I_{\mathrm{Sm}}>K_p{I}_{\mathrm{Lm}}\\ K_p{I}_{\mathrm{Lm}}& I_{\mathrm{Sm}}\le K_p{I}_{\mathrm{Lm}}\end{array}\right.$式中，是电流自适应后备保护的整定值；为后备保护可靠系数，为了满足保护的选择性，必须使可以考虑取K_d为故障类型系数，三相短路为1，两相短路为K_p为门槛值，取K_p=0.1；第m条线路的故障稳态电流幅值用I_Sm表示，故障前负荷电流幅值用I_Lm表示；当第m条线路上保护安装处测量值的幅值大于整定值时，后备保护动作；反之，后备保护不动作。