[发明专利]一种具有自动配合关系的配电网后备保护方法及系统

说明书

本发明公开了一种具有自动配合关系的配电网后备保护方法及系统，基于故障前的电流和电压以及故障后通过保护装置的电流和电压，采用全周相减法得到流过各级保护装置的故障分量电流和故障分量电压；引入故障分量电流、电压分别构造改进型反时限保护特性方程，并给出启动量、时间常数和保护协调时间间隔CTI的选取原则，确定全网采用统一参数时的改进型反时限保护特性方程；基于改进型反时限保护特性方程，遵循各级保护动作时间最小和满足CTI约束的原则，得到按时间大小排序的各级保护动作次序，当主保护或近后备保护拒动时，反时限后备保护基于保护动作时间动作，实现后备保护功能。本发明可在无需人工干预的情况下自动实现上下级保护的自适应配合。

技术领域

本发明属于配电网后备保护技术领域，具体涉及一种具有自动配合关系的配电网后备保护方法及系统。

背景技术

传统反时限过流保护及其改进方法大都基于故障稳态电流。一方面，故障稳态电流并不满足距故障点越近、电流值越大的分布规律，而保护动作时间又与电流值的大小密切相关，使得其整定和配合情况非常复杂。另一方面，受断路器固有动作时间、继电器返回时间等因素的影响，各级保护动作时间有很大的离散度，无法在全网采用统一反时限特性方程的前提下实现各级保护的自适应配合。

鉴于现有反时限保护存在整定复杂和配合困难的问题，有必要研究无需整定且具有自动配合能力的后备保护技术。故障分量电气量只在故障状态下出现，不受负荷电流、过渡电阻的影响，具有较高的灵敏度。

因此，应用故障分量电气量在电网的分布特征实现自适应配合的反时限后备保护是值得深入研究的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有自动配合关系的配电网后备保护方法及系统，利用故障分量电气量的自然分布实现具有自动配合关系的后备保护。

本发明采用以下技术方案：

一种具有自动配合关系的配电网后备保护方法，包括以下步骤：

S1、采集配电网中故障前的电流和电压以及故障后通过保护装置的电流和电压；

S2、基于步骤S1采集的故障前的电流和电压以及故障后通过保护装置的电流和电压，采用全周相减法得到流过各级保护装置的故障分量电流和故障分量电压；

S3、基于步骤S2得到的故障分量电流和故障分量电压，引入故障分量电流、电压分别构造改进型反时限保护特性方程，并给出启动量ΔI_p、ΔU_p、时间常数t_p和保护协调时间间隔CTI的选取原则，确定全网采用统一参数时的改进型反时限保护特性方程；

S4、基于步骤S3得到的改进型反时限保护特性方程，遵循各级保护动作时间最小和满足CTI约束的原则，得到按时间大小排序的各级保护动作次序，当主保护或近后备保护拒动时，反时限后备保护基于保护动作时间动作以实现后备保护功能。

具体的，步骤S2中，流过各级保护装置第k点的故障分量电流、电压为故障状态下的电气量与故障前正常运行状态下的电气量相减。

进一步的，第k点的故障分量电流电压具体为：

其中，表示A、B、C三相，表示保护j的相测量电流、测量电压，m为工频周期数，N为一周期内的采样点数。

具体的，步骤S3中，改进型反时限保护特性方程中，基于故障分量电流的改进型反时限保护特性方程为：

基于故障分量电压的改进型反时限保护特性方程为