[发明专利]基于变压器中性点零序电流的输电线路零序纵联保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压输电线路纵联保护研究领域，具体为基于变压器中性点零序电流的输电线路纵联方向保护。

背景技术

零序纵联方向保护具有动作速度快、方向性明确、不受负荷和系统震荡影响的优点，而且受过渡电阻影响小，没有电压死区。高压电网中性点直接接地、零序故障网络结构比较固定，因此零序纵联方向保护在方向保护中发挥了重要的作用，一般可作为接地故障的主保护。

输电线路零序纵联方向保护测得的零序电压实际为变压器上零序分压。随着电力系统发展，变压器容量越来越大，其零序阻抗越来越小，线路保护的零序电压很小。线路零序方向元件进行故障方向判别时，可能由于零序电压过低而不满足灵敏度要求。现场中也多次发生因零序电压不满足灵敏度要求造成的误动和拒动事故。当采用提高门槛值，在门槛值下将零序保护闭锁的方法时，可能造成保护拒动，从而扩大停电范围。而且，如受二次电压回路中性点接地或者接地点松动的影响，零序电压将无法反应真实的相位，从而造成零序保护的误动。

目前，解决线路零序纵联方向保护因零序电压太小而引起保护误动或者拒动的方法有很多，但是这些方法都存在着一些缺陷：

(1)对零序电压进行补偿的方法，只能提高正向故障灵敏度，却降低了反向故障灵敏度。

(2)记忆电压虽然在保护中广泛应用，但对零序保护一直没有相应的解决方案。

(3)基于故障类型的零序方向元件，在重负荷和系统震荡情况下必须闭锁，而且必须以故障选相为基础，如果选相失败，故障方向的判别也不成立。

为此需要寻找一种新的零序纵联方向保护，解决保护因零序电压太小带来的拒动和误动问题，并且能够可靠判断故障发生方向。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种能更好解决因零序电压过小引起的输电线路纵联方向保护误动或者拒动的方法。该方法原理简单，动作可靠、稳定。

本发明的技术方案是这样实现的：包括以下步骤：

(1)以变压器中性点零序电流和保护零序电流相位差作为判向依据；

(2)当时，满足正向故障判据，判定为正向接地故障；当时，满足方向故障判据，判定为反向接地故障；

(3)如果线路两端保护都判为正向接地故障，则故障为区内故障，两端保护动作；如果一端线路保护判向为正向接地故障，另一端线路保护判向为反向接地故障，则故障为区外故障，两端保护不动作。

本发明具有以下优点：

(1)因不采用电压量，避免保护因零序电压不满足灵敏度要求而引起的保护或者拒动问题，提高保护的准确动作率；

(2)与电压补偿法比较，本保护正反向故障的灵敏度都得到大幅度提高；

(3)原理简单，动作可靠迅速；

(4)因利用零序分量，故保护具有不受负荷、系统振荡影响，受过渡电阻影响小的优点。

附图说明

图1为线路微机保护的硬件结构框图；

图2为双端电源供电系统图；

图3为k₁点接地故障零序网图；

图4为k₂点接地故障零序网图；

图5为变压器高压侧母线有两条出线系统接线图；

图6为k₃点接地故障零序网图；

图7为750kV输电线路RTDS仿真系统图；

下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。

具体实施方式

参见图1，本发明属于线路微机保护，线路两侧都装设有使用本发明的保护装置。保护装置的输入量为保护安装处的三相电流和变压器中性点的零序电流。它们由保护的电流互感器TA测得。图1虚线框内为本发明的硬件结构框图，由数据采集系统、微机主系统、输入输出系统三部分构成，本发明的判别元件核心算法通过编制程序在微机DSP主系统实现；本发明的关键算法在DSP微机系统里实现。保护测得A、B、C三相电流i_ja、i_jb、i_jc和变压器中性点零序电流i_T0的时域离散值，经采样保持和A/D转换后，送至微机主系统，由相应算法计算保护安装处零序电流和变压器中性点零序电流的相位差，进而判断故障方向。