一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法

2023-11-30 16:38:01 2

專利名稱：一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法
技術領域：
本發明涉及一種距離保護中振蕩閉鎖的對稱開放方法，尤其涉及一種距離保護振 蕩閉鎖中對稱開放的加速方法，具體應用於電力系統發生三相短路故障時振蕩閉鎖對稱開 放的加速。
背景技術：
電力系統受擾動時，並列運行的兩部分系統間失去同步的現象稱為振蕩。振蕩時 功角S在0度與360度之間作周期性變化，當8在180°附近時會造成阻抗繼電器Z不正 確動作，這會對輸電線路造成嚴重的影響。我國目前採取振蕩閉鎖的方法對付系統振蕩，長 期以來，由於其控制原理簡單、動作可靠，振蕩閉鎖裝置被我國廣泛採用，無論是靜態還是 暫態穩定破壞都可以有效地對距離保護實現閉鎖。靜態穩定破壞時閉鎖保護，暫態穩定破 壞初期短時開放保護，隨後將保護閉鎖到振蕩止息。但這種振蕩閉鎖方式也有缺點，即閉鎖 期間若發生故障也不能再開放保護。因此迫切需要研究振蕩閉鎖再開放問題。目前使用的 振蕩閉鎖中故障再開放方式通常有兩種，分別為對稱開放和不對稱開放。一直公認不對稱 開放可以瞬時開放，而對稱開放需要經短延時。中國專利公開號為CN101267109A，
公開日為2008年9月17日的發明專利公開 了一種高壓輸電線路距離保護振蕩閉鎖新方法，該方法中包括兩種不同原理的振蕩閉鎖方 法，根據被保護線路的長短自動選擇一種振蕩閉鎖方法。當保護判別為短線路時，利用堆棧 式計數器實時檢測振蕩周期變化速率和現在阻抗的位置，相應調整閉鎖時間和解除閉鎖的 時間，這一方法既適用於大圓套小圓式的動作特性，也適合於大四邊形套小四邊形的動作 特性；當保護判別為長線路時，則利用檢測t/cos^及其變化率的振蕩閉鎖方案。雖然該種 方法所包括的兩種方案可由微機軟體程序中設置的指令根據整定阻抗的大小自動切換選 擇，適應範圍較廣，但是當遇到振蕩中發生故障需要閉鎖再開放時，如發生三相短路故障， 該發明所採取的對稱開放仍舊一律需要短延時，而這種延時時間一般為幾百毫秒，時間較 長，非常不利於故障的排除，從而造成重大的損失。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術中存在的振蕩閉鎖對稱開放一律需要短延時的缺 陷與問題，提供一種加快振蕩閉鎖對稱開放、不需要短延時的距離保護振蕩閉鎖中對稱開 放的加速方法。為實現以上目的，本發明的技術解決方案是一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放 的加速方法，該方法包括先由對稱開放判據開始判斷，輸出為1，同時阻抗繼電器Z動作， 輸出為1，然後打開一號與門且控制其輸出為1，進而激發時間元件進入延時模式並開始計 時，延時時間為t毫秒，t毫秒後，若對稱開放判據判斷符合，時間元件出口，切除一號故障 線路，所述加速方法依次包括以下步驟第一步在所述對稱開放判據開始判斷前，先在時間元件的兩端並聯連接一加速軟開關，加速軟開關的輸入端與二號與門的輸出端相連接，二號與門的輸入端分別與一號 與門的輸出端、或門的輸出端相連接，或門的輸入端與突變量的輸出端相連接，所述加速軟 開關的閉合條件為一次激發即可閉合，所述突變量的控制依據是At/cos識；第二步當所述阻抗繼電器Z在前一周波不動作時，使用一點採樣值算法對下一 個工頻周期中的M個點進行採樣以獲取每點的AUcosp來控制突變量，當M個點中有N個 點的M/cosp〉0. 5pu時，控制突變量輸出為1 ；當M個點中沒有N個點的At/cosp> 0. 5pu 時，控制突變量輸出為0;所述M = X/3-2X/3，N = 4M/8-6M/8，X為一個工頻周期的採樣頻率，X、M與N均為 正整數；第三步當突變量輸出為1時，打開或門並控制其輸出為1，同時，所述一號與門輸 出為1，結合或門、一號與門的輸出信號以打開二號與門，且控制二號與門輸出為1，隨後， 激發加速軟開關；第四步加速軟開關被一次激發後閉合，時間元件被短接，直接出口切除故障一號 線路。所述第一步為在所述對稱開放判據開始判斷前，先在時間元件的兩端並聯連接 一加速軟開關，加速軟開關的輸入端與二號與門的輸出端相連接，二號與門的輸入端分別 與一號與門的輸出端、或門的輸出端相連接，或門的輸入端分別與突變量及延時元件的輸 出端相連接，延時元件的輸入端與二號與門的輸出端相連接，所述延時元件的延時時間為 10ms ；所述加速軟開關的閉合條件為被持續激發10ms以上，所述突變量的控制依據是 AUcostp ；所述第三步為當突變量輸出為1時，若突變量輸出的持續時間小於10ms，則當其 輸出結束，即輸出至一號或門的值為0時，延時元件的10ms延時還沒結束，延時元件輸入一 號或門的值也為0，此時，一號或門的輸出為0，無法繼續激發加速軟開關，加速軟開關被加 激發時間小於10ms，加速軟開關不閉合；若突變量輸出的持續時間時間大於等於10ms，則 當突變量的輸出時間達到10ms時，延時元件計時結束，延時元件輸入一號或門的值為1，打 開或門，並與一號與門的輸出信號相結合打開二號與門以繼續激發加速軟開關，加速軟開 關被加激發時間大於等於10ms，加速軟開關閉合；所述第四步為所述加速軟開關閉合後，時間元件被短路，直接出口切除一號故障 線路，導通時間節省t-10毫秒，所述t大於10。所述振蕩為三相電氣量純正弦、純正序，所述使用一點採樣值算法獲取At/co吵的 操作步驟依次如下首先，先獲取即時時刻tk時A、B、C三相的相間電壓的採樣值，獲取公式為 所述UmA、Urt、UmC為A、B、C三相的相間電壓幅值，#為初相角，(0為角頻率；其次，再獲取即時時刻tk時A、B、C三相的相間電流的採樣值，獲取公式為 所述Iffl為相間電流幅值；再次，先通過獲取的三相相間電壓與三相相間電流的採樣值分別計算出tk時刻J 相各自的W和cosp，計算公式如下A、B、C三相各自的[/〗的計算公式為 A、B、C三相各自的cos爐的計算公式為 最後，從上述得出的三個U2m和三個cosφ中各取最小的Um與cosφ值以取得tk時 刻最小的|Ucosφtk|計算公式為
然後將取得的|U cosfy|與
| Ucosφ－Lms|相減以得到判據麼「
cos屮，計算公式為
所述| Ucm(p_ Lms|指的是L ms之前的Ucosφ的絕對值。
所述L的範圍為8-12。所述L 為 10。所述X = 24，M = 10，N = 6。當L ms之前的正序電流小於精確工作電流，即Ltas 0. 5pu時，突 變量的輸出才為1，且所述M = X/3-2X/3，N = 4M/8-6M/8，X為一個工頻周期的採樣頻率， 該種方法能夠有效避免採樣值上較大的幹擾誤差。因此本發明能有效避免採樣值上較大的 幹擾誤差、保證採樣數據的準確性。4.由於本發明一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法中在計算Δ /COS爐 時取的是A、B、C三相中最小的W和cosp，原因在於無故障全相振蕩時A、B、C三相中各自 的[^和COS^都相互相等，不影響計算Δ /cosp，而在發生三相短路瞬間A、B、C三相中的 比和003識肯定不等，因此當計算麼^/003^時，取以上三相中6^和(03^的最小值可以加快 AC/cosp的計算，提高加速軟開關的靈敏度。因此本發明的靈敏度較高。5.由於本發明一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法中當故障前電流小 於精確工作電流時，會導致識計算錯誤，從而影響突變量判據Δ /cos^的計算，同時又由於 故障前電流較小時，系統振蕩功角較小，距離保護能夠正確動作，應該開放距離保護，因此 本發明中當故障前電流較小時，將cos-武一個較大值，即當Ums<0. IIjw時，取^^&陽+
從而加快了I Mcos巧4 ms|的計算，進而加快了Af/cosp的計算，提高了系統的靈敏度，讓距離
保護更加容易開放。因此本發明當故障前電流較小時，系統的靈敏度更高。6.由於本發明一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法中針對加速軟開關動作後的展寬時間問題採取的是採樣突變量短時間展寬與距離保護動作控制保持相結合 的方式，該方式不僅能避免展寬時間過短則短接時間不可靠，還能避免展寬時間過長，則可 能導致誤開放的問題，在使用中，突變量短時間展寬IOms與距離保護動作自保持IOms相結 合，使得加速軟開關只有當被持續激發IOms後才能完全閉合，可有效防止擾動引起的加速 軟開關的誤閉合。因此本發明採用的是採樣突變量短時間展寬、距離保護動作控制保持的 方式，有利於實現距離保護與加速軟開關的協同工作，解決了安全性與瞬時性之間的矛盾， 有利于振蕩故障的排除。


圖1是現有技術中振蕩閉鎖對稱開放的邏輯示意圖。圖2是本發明的邏輯示意圖。圖3是本發明的仿真實施例1的三相電壓波形圖。圖4是本發明的仿真實施例1的三相電流波形圖。圖5是本發明的仿真實施例1的dUcos爐與阻抗繼電器Z動作的波形圖。圖6是本發明的仿真實施例2的dUcosp與阻抗繼電器Z動作的波形圖。圖7是本發明的仿真實施例3的dUcosp與阻抗繼電器Z動作的波形圖。圖8是本發明的仿真實施例4的dUcosp與阻抗繼電器Z動作的波形圖。圖9是本發明的仿真實施例5的dUcosp與阻抗繼電器Z動作的波形圖。圖10是本發明的仿真實施例6的dU cos ρ與阻抗繼電器Z動作的波形圖。圖中一號故障線路l，UCoSp的採樣值2，AUcos識的採樣值3，距離繼電器動作標 志4，整體開放5，A相6，B相7，C相8。
具體實施例方式以下結合

和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。參見圖1-圖10，一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法，該方法包括先由 對稱開放判據開始判斷，輸出為1，同時阻抗繼電器Z動作，輸出為1，然後打開一號與門且 控制其輸出為1，進而激發時間元件進入延時模式並開始計時，延時時間為t毫秒，t毫秒 後，若對稱開放判據判斷符合，時間元件出口，切除一號故障線路，所述加速方法依次包括 以下步驟第一步在所述對稱開放判據開始判斷前，先在時間元件的兩端並聯連接一加速 軟開關，加速軟開關的輸入端與二號與門的輸出端相連接，二號與門的輸入端分別與一號 與門的輸出端、或門的輸出端相連接，或門的輸入端與突變量的輸出端相連接，所述加速軟 開關的閉合條件為一次激發即可閉合，所述突變量的控制依據是AUcosp;第二步當所述阻抗繼電器Z在前一周波不動作時， 使用一點採樣值算法對下一 個工頻周期中的M個點進行採樣以獲取每點的Δ /cost來控制突變量，當M個點中有N個 點的Δ /cos爐〉0. 5pu時，控制突變量輸出為1 ；當M個點中沒有N個點的M/cosp〉0. 5pu 時，控制突變量輸出為0;所述M = X/3-2X/3，N = 4M/8-6M/8，X為一個工頻周期的採樣頻率，X、M與N均為 正整數；
第三步當突變量輸出為1時，打開或門並控制其輸出為1，同時，所述一號與門輸出為1，結合或門、一號與門的輸出信號以打開二號與門，且控制二號與門輸出為1，隨後， 激發加速軟開關；第四步加速軟開關被一次激發後閉合，時間元件被短接，直接出口切除一號故障 線路。所述第一步為在所述對稱開放判據開始判斷前，先在時間元件的兩端並聯連接 一加速軟開關，加速軟開關的輸入端與二號與門的輸出端相連接，二號與門的輸入端分別 與一號與門的輸出端、或門的輸出端相連接，或門的輸入端分別與突變量及延時元件的輸 出端相連接，延時元件的輸入端與二號與門的輸出端相連接，所述延時元件的延時時間為 IOms ；所述加速軟開關的閉合條件為被持續激發IOms以上，所述突變量的控制依據是 AU cos φ ；所述第三步為當突變量輸出為1時，若突變量輸出的持續時間小於10ms，則當其 輸出結束，即輸出至一號或門的值為0時，延時元件的IOms延時還沒結束，延時元件輸入一 號或門的值也為0，此時，一號或門的輸出為0，無法繼續激發加速軟開關，加速軟開關被加 激發時間小於10ms，加速軟開關不閉合；若突變量輸出的持續時間時間大於等於10ms，則 當突變量的輸出時間達到IOms時，延時元件計時結束，延時元件輸入一號或門的值為1，打 開或門，並與一號與門的輸出信號相結合打開二號與門以繼續激發加速軟開關，加速軟開 關被加激發時間大於等於10ms，加速軟開關閉合；所述第四步為所述加速軟開關閉合後，時間元件被短路，直接出口切除一號故障 線路，導通時間節省t-ιο毫秒，所述t大於10。所述振蕩為三相電氣量純正弦、純正序，所述使用一點採樣值算法獲取Δ /cosp的 操作步驟依次如下首先，先獲取即時時刻tk時A、B、C三相的相間電壓的採樣值，獲取公式為
%c (Q = Bsi 傘 4 +9'- 12Cf)
%i(4) = ^CsIa 桃 + 爐『-240,所述UmA、Urf、UmC為A、B、C三相的相間電壓幅值，一為初相角，ω為角頻率；其次， 再獲取即時時刻tk時A、B、C三相的相間電流的採樣值，獲取公式為『(tj = Im Sin(Otk)iBC(tk) = Im sin(cotk-120° )iCA(tk) = Im sin(cotk-240° )所述Im為相間電流幅值；再次，先通過獲取的三相相間電壓與三相相間電流的採樣值分別計算出tk時刻三 相各自的比和COS識，計算公式如下A、B、C三相各自的比的計算公式為
A、B、C三相各自的cosp的計算公式為 最後，從上述得出的三個和三個cos 0中各取最小的Um與C0S F值以取得tk 時刻最小的計算公式為然後將取得的與
I5ico^lmsI相減以得到判據M/cosp，計算公式為
所述IL ms|指的是L ms之前的仏爐的絕對值。所述L的範圍為8-12。所述L 為 10。所述 當L ms之前的正序電流Ltas小於精確工作電流，即< 0. IIjw時，取
S，lmS=l，所述Ijw為現有保護整定的靜穩電流。參見圖1，圖1中對稱開放判據與阻抗繼電器Z的輸出都為1時，與門打開，輸出 為1，時間元件進入延時模式並開始計時，延時時間為t毫秒，t毫秒後對稱開放判據判斷符 合，時間元件出口，切除一號故障線路1，對稱開放打開，t 一般取500。參見圖2，突變量輸出為1，或門打開，輸出為1，同時，一號與門輸出1，二號與門打 開，輸出為1，加速軟幵關與延時元件同時被激發，延時元件進入延時模式並開始計時，延時時間為10ms，由於加速軟開關需被持續激發IOms才能完全閉合，因此IOms之內，控制突變 量持續輸出1給或門，進而保證二號與門持續被打開並輸出為1以持續激發加速軟開關， IOms後，延時元件計時結束，延時元件出口，其輸出的信號1可打開或門，以保證繼續激發 加速軟開關，從而使激發加速軟開關完全閉合，時間元件被短路，切除一號故障線路1，加速 時間為t-io毫秒。本發明的原理說明如下振蕩中故障再開放通 常分對稱開放和不對稱開放。一直公認不對稱開放可以瞬 時開放，而對稱開放需要經短延時，如振蕩閉鎖中三相短路就需要經短延時才能跳閘，而三 相短路是最嚴重的故障類型，無論從哪方面都期望儘快切除故障！這就提出了加速振蕩閉 鎖對稱開放的要求。實際上，三相短路與全相振蕩之間是存在區別的，即在三相短路瞬間， i/COSi3—定有突變，且即便是發生穩定破壞，只要功角δ不是太大，該突變也是存在的，只 要測量出該突變，就可以把三相短路從振蕩中區別開來，並在區別後加速開放以有利於三 相短路故障的排除。為此，本發明抓住這一差異，設計加速軟開關短接延時，加速跳間，這對 於提高對稱開放時故障的切除時間、保證電網安全穩定運行具有極為重要的意義，可改善 振蕩閉鎖時瞬時段距離保護的動作性能，避免三相短路延時跳閘對電網穩定運行帶來的影 響。本發明採取的總技術方案為在現有振蕩閉鎖對稱開放的控制方法中增加加速軟開關這一判斷程序，該加速軟 開關有利於對稱開放的加速開放，能夠實現振蕩中故障時的瞬時開放，避免短延時。加速軟 開關控制程序的判據為突變量，突變量的判斷則依靠AiZcospAi/C0Sp按可靠躲過最小振 蕩周期整定，在實際操作中只要滿足表決法中的Δ /cosp〉0. 5pu，突變量就能被判斷存在， 從而閉合加速軟開關；本發明中AUcosp的獲取採用最短數據窗的一點採樣值算法以提高 精確度，並對最小精確工作電流額、加速軟開關展寬時間進行處理以更好的應用於瞬時段 距離保護的加速開放，具體處理過程如下加速軟開關基本設置參見圖1，圖1為現有技術中振蕩閉鎖對稱開放的邏輯圖，本發明是在圖1中的時 間元件上並聯一加速軟開關，其判據為突變量，突變量的判斷則依靠Δ /cosp。一點採樣值算法一點採樣值算法只需要一個採樣點就可以計算出系統此時的相量。採取一點採樣 值算法的目的不是提高速度，而是縮短數據窗，避免跨窗。因為長數據窗故障初始，故障後 信息會被故障前信息淹沒，計算突變量不靈敏，而短數據窗能最集中地反映當前採樣點信 息，可以逐點地反映電氣量變化軌跡。一點採樣值算法不僅是最短的數據窗，而且其採樣時 與頻率無關，可避免振蕩時的頻率幹擾。以三相電氣量純正弦、純正序為例解釋一點採樣值算法獲取判據Δ /cosp的過 程先獲取tk時刻A、B、C三相的相間電壓與相間電流的採樣值，獲取公式為
^M = uXd')
士為)=Imsin( tk)iBC(tk) = Imsin( tk—120° )iCA(tk) = Imsin( tk-240° )再通過獲取的tk時刻A、B、C三相的相間電壓與相間電流的採樣值計算tk時刻三 相各自的相間電壓幅值Um與功率因素cosp，獲取公式為
SIQ
\tA-i
Jsinl2Cf
cos (p=-
1
.3
V-
t,
(M*tg&f
)+u.
1+
(tg(p'+tg0)2 (l-tg^^tg0)2 +(tg(p'+tg0)2 從上述得出的J
(l-tggy'*tgfff個M和三個cosp中各取最小的Um與cosp值以取得tk時刻最 的計算公式為| Ucmtph\ =機⑵減然後將取得的l&mi^J與丨仇。—_
msl
一 L ms I
所述
相減以得到判據mjC0S(p，計算公式為Af/eosp = I ^0^! 一,
| ^7 ^ l ms|指的是L ms之前的爐的絕對值，L 一般取8到12，優選10。
取最小值的目的是無故障全相振蕩時以上計算出的三相各自的Um以及cosp 值相等，因此，計算Af/cosp時，取三相中的任意一相都行，而當發生三相短路瞬間以上三 相各自的Um以及cosp值肯定不等，故此時計算At/cosp時，取最小值可以更快的計算出
13AU/cos，有利於加快突變量的判斷，從而提高三相短路對稱開放的靈敏度。表決法可提高一點採樣值算法的精確度為防止所取的採樣值帶有較大的幹擾誤差而導致計算結果不準確，採取表決法， 即在一個工頻周期中取M個點進行採樣以獲取每個採樣點的At/co吵值，當M個點中有N個 點的At/cos識>0. 5pu時，突變量輸出為1 ；所述M = X/3-2X/3，N = 4M/8_6M/8，X為一個工 頻周期的採樣頻率，X、M與N均為正整數；採樣頻率X —般為24點/周。對最小精確工作電流的處理原因加速軟開關閉合的前提是突變量的存在，而突變量以AC/COS0作為動作判據。在
計算M/co印，即時，可能由於精確工作問題引起識誤差
過大導致錯誤。當電壓小於精確工作電壓時，I ^^⑽吟」幾乎與口無關，所以無精確工作電壓 問題。而當電流小於精確工作電流時，這會導致P計算錯誤，但這種情況只可能出現在無故 障全相振蕩S =0附近，而在8 =0附近距離保護又能夠正確動作，應該開放距離保護。 因此解決故障前電流小於最小精確工作電流這個問題的方法是，當故障前電流較小，即當 Ims|的正序電流時，取0，所述Ijw為現有保護整定的靜穩電
流，這使得突變量△Vcosp的計算更容易，保護更容易開放。加速軟開關短時間展寬的原因當電流較小時將COS^賦一個較大值，可以提高加速軟開關靈敏度，這對三相短路 是有利的，但引出加速軟開關動作後的展寬時間的問題。如果展寬時間過短，則短接時間不 可靠，展寬時間過長，則可能會因為人為提高靈敏度導致誤開放。於是，為了防止加速軟開 關在被擾動的情況下誤動作，本發明採用突變量短時間展寬與距離保護動作控制保持相結 合的方式，突變量展寬10ms，同時距離保護動作自保持10ms，二者結合從而保證加速軟開 關只有被持續激發10ms才能閉合，有效的防止了加速軟開關的誤動，從而實現了距離保護 與軟開關協同工作的效果。本發明的實施例採取仿真形式進行。仿真內容(1)模擬系統振蕩，在不同振蕩周期下，觀察判據厶^/^)」」^^ ^^ —
PCOH-I0msl>0. 5pu是否會誤動；減小振蕩周期，測試上述判據不誤動的最小振蕩周期；(2)模擬系統振蕩時三相故障，在不同功角下，觀察上述判據是否動作，增大功角， 測試上述判據正確動作的最大功角。仿真說明1.仿真採用的錄波波形主要來自RTDS數模試驗儀。2.仿真故障類型包括不同振蕩周期的三相純振蕩、不同振蕩周期中的振蕩中再 三相故障，數據長度300 400ms左右。3.下面各仿真數據圖中，橫坐標刻度為採樣點數，仿真採用算法為24點採樣。4.圖中坐標「sampledot」含義採樣點。5.圖中坐標「UabC」、「IabC」含義三相電壓、三相電流。
6.圖中坐標「dUcos，，含義此卯的突變量△Ucosφ ＝|Ucosφtk||Ucosφ-10ms|。
7.已結合線路阻抗角進行補償。8.由於仿真數據量較大，僅摘錄部分典型波形。實施例1 振蕩周期為0. 1S純振蕩，其三相電壓錄波波形圖參見圖3，其三相電流的錄波波 形圖參見圖4，其dUcosp與阻抗繼電器Z動作特性參見圖5。1、以上計算u COS爐中，已經考慮交流量與裝置精工電壓/電流的大小關係，在電流 小於精確工作電流時，取cosp=l。2、從圖上的波形可以看出，在振蕩周期為100ms時，△ Ucosp不會動作。實施例2:振蕩周期為0. 2S，功角180度的振蕩中三相故障，其dUcosR與阻抗繼電器Z動作 特性參見圖6。對圖片進行分析可知，採樣值算法由於故障瞬間電壓諧波分量的影響，A Ucosp會 有數個點大於0. 5pu,但從圖中500-600之間這100個採樣點中可以發現，此時不滿足10取 6條件，AUcosf不能動作。實施例3:振蕩周期為0.2S，功角120度的振蕩中三相故障，其dUcosp與阻抗繼電器Z動作 特性參見圖7。對圖片進行分析可知，採樣值算法由於故障瞬間電壓諧波分量的影響，AUCOS爐會 有數個點大於0. 5pu,但從圖中500-600之間這100個採樣點中可以發現，此時不滿足10取 6條件，A U cosp不能動作。實施例4:振蕩周期為0.2S，功角90度的振蕩中三相故障，其dUcosf與阻抗繼電器Z動作特 性參見圖8。對圖片進行分析可知，在功角為90度時，瞬時值算法A U cos識已經大於0. 5pu，由 於諧波分量的影響，會導致不連續，從圖中500-600之間的100個採樣點可知此時滿足10 取6條件，距離繼電器測量滿足，並滿足UCOSp<0. 25pu，可正確動作。實施例5:振蕩周期為0.2S，功角60度的振蕩中三相故障，其dUcosp與阻抗繼電器Z動作特 性參見圖9。對圖片進行分析可知，在功角為60度時，瞬時值算法A U cos爐已經大於0. 5pu，從 圖中500-600之間的100個採樣點可知此時滿足10取6條件，距離繼電器測量滿足，並滿 足UcospCO. 25pu，可正確動作。實施例6:振蕩周期為0.2S，功角0度的振蕩中三相故障，其dUcos識與阻抗繼電器Z動作特 性參見圖10。對圖片進行分析可知，在功角為0度時，瞬時值算法△ Ucosp已經遠大於0. 5pu,從 圖中500-600之間的100個採樣點可知此時滿足10取6條件，距離繼電器測量滿足，並滿 足Ucosp<0. 25pu，可正確動作。
仿真結論1.振蕩周期大於60ms時，純振蕩時阻抗繼電器Z與AUcosp不會同時動作，可保 證加速軟開關與距離繼電器協同工作不誤動。2.對于振蕩中故障，當功角小於90度時，阻抗繼電器Z與△ Ucosp會同時動作可 靠動作，起到了振蕩中故障快速開放的作用。3.對于振蕩中故障，當功角大於120度時，由於A Ucosp理論已經小於0.5pu，但實 際仿真波形看，由於諧波影響，會有數個點使△ Ucosf大於0. 5pu,但不能滿足10取6條件， △ Ucosp不能起到加速開放的作用。需要提及注意的是，此時振蕩閉鎖的對稱開放條件「I 段—O.f^pwcL^cos釣 <0.08/ w，延時 150ms」或者「 II 段〈Rcos鈄 <0.25; "，延時 500ms」是可以開放的。4.對于振蕩中發生故障，當功角大於90度，小於120度時，由於A Ucos爐能否滿足 10取6大於0. 5pu具有隨機性，與諧波分量大小、故障時刻有一定關係。
權利要求
一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法，該方法包括先由對稱開放判據開始判斷，輸出為1，同時阻抗繼電器Z動作，輸出為1，然後打開一號與門且控制其輸出為1，進而激發時間元件進入延時模式並開始計時，延時時間為t毫秒，t毫秒後，若對稱開放判據判斷符合，時間元件出口，切除一號故障線路(1)，其特徵在於所述加速方法依次包括以下步驟第一步在所述對稱開放判據開始判斷前，先在時間元件的兩端並聯連接一加速軟開關，加速軟開關的輸入端與二號與門的輸出端相連接，二號與門的輸入端分別與一號與門的輸出端、或門的輸出端相連接，或門的輸入端與突變量的輸出端相連接，所述加速軟開關的閉合條件為一次激發即可閉合，所述突變量的控制依據是第二步當所述阻抗繼電器Z在前一周波不動作時，使用一點採樣值算法對下一個工頻周期中的M個點進行採樣以獲取每點的來控制突變量，當M個點中有N個點的時，控制突變量輸出為1；當M個點中沒有N個點的＞0.5pu時，控制突變量輸出為0；所述M＝X/3-2X/3，N＝4M/8-6M/8，X為一個工頻周期的採樣頻率，X、M與N均為正整數；第三步當突變量輸出為1時，打開或門並控制其輸出為1，同時，所述一號與門輸出為1，結合或門、一號與門的輸出信號以打開二號與門，且控制二號與門輸出為1，隨後，激發加速軟開關；第四步加速軟開關被一次激發後閉合，時間元件被短接，直接出口切除一號故障線路(1)。FSA00000116452300011.tif,FSA00000116452300012.tif,FSA00000116452300013.tif,FSA00000116452300014.tif
2.根據權利要求1所述的一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法，其特徵在於所述第一步為在所述對稱開放判據開始判斷前，先在時間元件的兩端並聯連接一 加速軟開關，加速軟開關的輸入端與二號與門的輸出端相連接，二號與門的輸入端分別與 一號與門的輸出端、或門的輸出端相連接，或門的輸入端分別與突變量及延時元件的輸出 端相連接，延時元件的輸入端與二號與門的輸出端相連接，所述延時元件的延時時間為 10ms ；所述加速軟開關的閉合條件為被持續激發10ms以上，所述突變量的控制依據是 AUcos(p ；所述第三步為當突變量輸出為1時，若突變量輸出的持續時間小於10ms，則當其輸出 結束，即輸出至一號或門的值為0時，延時元件的10ms延時還沒結束，延時元件輸入一號或 門的值也為0，此時，一號或門的輸出為0，無法繼續激發加速軟開關，加速軟開關被加激發 時間小於10ms，加速軟開關不閉合；若突變量輸出的持續時間時間大於等於10ms，則當突 變量的輸出時間達到10ms時，延時元件計時結束，延時元件輸入一號或門的值為1，打開或 門，並與一號與門的輸出信號相結合打開二號與門以繼續激發加速軟開關，加速軟開關被 加激發時間大於等於10ms，加速軟開關閉合；所述第四步為所述加速軟開關閉合後，時間元件被短路，直接出口切除一號故障線路 (1)，導通時間節省t-10毫秒，所述t大於10。
3.根據權利要求1或2所述的一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法，其特徵在於所述振蕩為三相電氣量純正弦、純正序，所述使用一點採樣值算法獲取At/cos識的操 作步驟依次如下首先，先獲取即時時刻tk時A、B、C三相的相間電壓的採樣值，獲取公式為 所述1、^、^為4、8、(三相的相間電壓幅值，#為初相角，co為角頻率；其次，再獲取即時時刻tk時A、B、C三相的相間電流的採樣值，獲取公式為 所述Im為相間電流幅值；再次，先通過獲取的三相相間電壓與三相相間電流的採樣值分別計算出tk時刻三相各 自的V〗和cosp，計算公式如下A、B、C三相各自的的計算公式為 A、B、C三相各自的cosp的計算公式為 最後，從上述得出的三個和三個cosp中各取最小的um與cos識值以取得tk時刻最小 的I C/cos^l計算公式為| Ucos氣丨然後將取得的丨l/cos氣|與丨Ums<p一L ms| 相減以得到判據_C0S(p，計算公式為MJ⑶-=I y—tl — I ^^Lmsl，所述 | ^^Lmsl指的是L ms之前的1/c.os爐的絕對值。
4.根據權利要求3所述的一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法，其特徵在 於所述L的範圍為8-12。
5.根據權利要求4所述的一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法，其特徵在 於所述L為10。
6.根據權利要求3所述的一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法，其特徵在 於所述 X = 24，M = 10，N = 6。
7.根據權利要求3所述的一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法，其特徵在 於當L ms之前的正序電流小於精確工作電流，即I『 < 0. 1IJW時，取^"—-LmM，所 述Ijw為現有保護整定的靜穩電流。
全文摘要
一種距離保護振蕩閉鎖中對稱開放的加速方法，先在時間元件的兩端並聯連接一加速軟開關，加速軟開關的輸入端與二號與門的輸出端相連接，二號與門的輸入端分別與一號與門的輸出端、或門的輸出端相連接，或門的輸入端分別與突變量及延時元件的輸出端相連接，延時元件的輸入端與二號與門的輸出端相連接，突變量的控制依據是然後通過一點採樣值算法計算以控制突變量輸出，從而控制非門輸出，進而控制二號與門輸出以閉合加速軟開關，最後切除一號故障線路，該控制過程中通過採樣突變量短時間展寬、距離保護動作控制保持相結合的方式防止加速軟開關的誤閉合。本發明能夠加快振蕩閉鎖中的對稱開放，有利於故障的迅速排除。
文檔編號H02H7/26GK101860019SQ20101016359
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月29日 優先權日2010年4月29日
發明者馮勇, 李會新, 李銀紅, 李鋒, 楊軍, 柳煥章, 謝俊, 陳祥文 申請人:華中電網有限公司;華中科技大學