[发明专利]基于在线测量故障分量阻抗的继电保护设施及方法

说明书

一种基于在线测量故障分量阻抗的继电保护设施及方法，该设施包括：测量单元、特征量提取单元、比较单元和动作单元，其中：测量单元通过从母线处测量得到周期内三相电压和三相电流量输出至特征量提取单元，特征量提取单元将提取到的特征量输出至比较单元，比较单元将特征量与整定值进行比较判断并输出判断结果至动作单元，动作单元根据判断结果发出自动重合闸的开断指令；采用了基于在线测量所得到的故障分量阻抗作为特征量，解决了具有海上风电基地接入的电网电流保护因为短路电流区分度减小导致可靠性和选择性降低的问题。

技术领域

本发明涉及的是一种继电保护领域的技术，具体是一种适用于海上风电基地接入的电网的基于在线测量故障分量阻抗的继电保护设施及方法。

背景技术

对于基于柔性直流输电(VSC-HVDC)主导的海上风电基地系统，其控制策略极大地影响到交流电网故障响应，从而影响到保护动作逻辑。考虑到电力电子元件的承流能力，在控制策略中会加入限流模块。当外电路短路时，此模块限制了海上风电基地提供的短路电流为额定电流的两倍。虽然当外部短路时，限流模块能够及时制止短路电流的增长，防止元件损坏，但是这个模块由于限制了短路电流大小，使得电流保护不再适用，所以现在亟需一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于在线测量故障分量阻抗的继电保护设施及方法，以在线测量到的故障分量阻抗作为特征量，并对其I段和II段进行整定，选取三相短路时的情况进行仿真验证，通过对测量到的电流电压进行运算，能够计算出故障分量阻抗值。并通过与整定值比较，最终确定重合闸是否动作；本发明能够解决由于短路电流区分度不够导致的电流保护失效问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于在线测量故障分量阻抗的继电保护设施，包括：测量单元、特征量提取单元、比较单元和动作单元，其中：测量单元通过从母线处所测量得到周期内三相电压和三相电流量输出至特征量提取单元，特征量提取单元将提取到的特征量输出至比较单元，比较单元将特征量与整定值进行比较判断并输出判断结果至动作单元，动作单元根据判断结果发出自动重合闸的开断指令。

所述的比较单元包括：突变量启动单元、故障分量阻抗I段保护模块、故障分量阻抗II段保护模块以及逻辑模块，其中：突变量启动单元接收特征量提取单元输出的特征量中的电压相量、电流相量并与内置的整定值比较，当故障发生时输出启动信号至逻辑模块；故障分量阻抗I段保护模块和故障分量阻抗II段保护模块分别接收特征量提取单元输出的特征量中的故障分量阻抗并与内置的整定值比较，当实际值大于I段保护整定值时输出动作信号或当实际值小于II段保护整定值时输出闭锁信号至逻辑模块，逻辑模块根据输入进行逻辑判断后输出判断结果至动作单元。

本发明涉及一种基于上述设施的在线测量故障分量的继电保护方法，具体包括以下步骤：

S1：动作单元周期性循环判断：当接收到动作信号时跳转至S2；

S2：测量单元测量母线位置处的三相电压、三相电流；

S3：突变量启动单元周期性循环判断：当输出闭锁信号时跳转至S1；

S3：特征量提取单元计算出此时的故障分量阻抗值，并传输给比较单元；

S4：故障分量阻抗I段保护模块循环进行I段保护判断：当输出闭锁信号时跳转至S5；

S5：故障分量阻抗II段保护模块循环进行II段保护判断：当输出动作信号时跳转至S6，当输出闭锁信号时跳转至S1；

S6：基于在线测量故障分量阻抗II段保护延时50ms，并跳转至S1。

技术效果