500kV变电站35kV侧阻抗元件涌流识别的继电保护方法

摘要

本发明公开了一种500kV变电站35kV侧阻抗元件涌流识别的继电保护方法，结合投入无功设备涌流时二次谐波含量、半波积分值、突变量半波积分值的综合特征，以防止500kV变电站35kV侧投入无功补偿设备时产生的涌流使阻抗元件误动，提高了保护的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种500kV变电站35kV侧阻抗元件涌流识别的继电保护方法，属于电力输配电网络的控制技术领域。

背景技术

500kV变电站一次主接线中(如图1所示)，500kV变压器35kV侧一般设有断路器，串接有TA，35kV母线还接有35kV低压并联电抗器支路、35kV电容器支路、35kV所用变压器支路和35kV电压互感器及35kV母线避雷器。针对实际工程中存在情况：35kV所用变压器支路由串联电抗器、断路器、TA、35kV所用变压器组成，没有母线侧断路器和母线侧TA，所以没有装设专门的串联电抗器保护，而是由500kV变压器35kV后备保护作为该串联电抗器的保护。500kV变压器35kV后备保护由复合电压过电流保护、过电流保护、相间阻抗保护和接地阻抗保护构成。整定计算和短路电流计算表明，500kV变压器35kV侧复合电压过流保护或过电流保护对500kV变电站35kV所用变压器串联电抗器后各种相间短路没有灵敏度，复合电压过电流保护和过电流保护不能够启动和切除该故障，只有靠阻抗保护切除该故障。因此，低压侧的阻抗元件作为所用变支路串联电抗器的主保护。

当系统中投入无功功率补偿设备时,低压侧可能会产生短时的涌流。通常低压侧配置的复合电压过电流保护、过电流保护可通过动作延时和定值整定躲过涌流；阻抗元件的计算值由电压和电流值决定，其受涌流的影响和过流元件不同，又因低压侧的阻抗元件为所用变支路串联电抗器的主保护，所以不宜采用长延时来躲过涌流，如果不加正确处理，会导致低压侧阻抗保护元件误动。投入电容器支路(串有一定补偿率的电抗器)或投入电抗器支路时，其涌流机理和特征均存在着不同，因此，需要研究一种专门适用于500kV变电站35kV侧阻抗元件涌流识别的继电保护方法，以提升阻抗保护运行的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种500kV变电站35kV侧阻抗元件涌流识别的继电保护方法，结合投入无功设备涌流时二次谐波含量、半波积分值、突变量半波积分值的综合特征，以防止500kV变电站35kV侧投入无功补偿设备时产生的涌流使阻抗元件误动，提高了保护的可靠性。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种500kV变电站35kV侧阻抗元件涌流识别的继电保护方法，包括：

1)满足下式(1)或者式(2)判为涌流，闭锁接地阻抗元件：

|I₂/I₁|×100％＞k₁>

$\left(\begin{array}{c}|I_2/I_1|\times 100\%>k_2\\ I_{half}>M_1\end{array}\right)---\left(2\right)$

式中I₂为500kV变压器35kV侧相电流二次谐波有效值；I₁为500kV变压器35kV侧相电流基波有效值；I_half为500kV变压器35kV侧相电流半波积分值；k₁、k₂、M₁均为预设的门槛系数；

2)满足下式(3)或者式(4)判为涌流，闭锁相间阻抗元件：

|I_p2p2/I_p2p1|×100％＞k₃>

$\left(\begin{array}{c}|I_{p2p2}/I_{p2p1}|\times 100\%>k_4\\ I_{p2phalf}>M_2\\ I_{p2p\mathrm{int}g}>M_3\end{array}\right)---\left(4\right)$

式中I_p2p2为500kV变压器35kV侧相间电流二次谐波有效值；I_p2p1为500kV变压器35kV侧相间电流基波有效值；I_p2phalf为500kV变压器35kV侧相间电流半波积分值；I_p2pintg为500kV变压器35kV侧相间电流突变量半波积分值；k₃、k₄、M₂、M₃均为预设的门槛系数。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述500kV变电站35kV侧阻抗元件涌流识别的继电保护方法，其中k₁>k₂，k₂＝0.13～0.2。

前述500kV变电站35kV侧阻抗元件涌流识别的继电保护方法，其中k₃>k₄，k₄＝0.13～0.2。

前述500kV变电站35kV侧阻抗元件涌流识别的继电保护方法，其中M₁＝(3～5)Ie，Ie为低压侧额定电流。

前述500kV变电站35kV侧阻抗元件涌流识别的继电保护方法，其中M₂＝(3.2～5.1)Ie，M₃＝(3.5～5.4)Ie，Ie为低压侧额定电流。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用的涌流识别技术的阻抗元件能够在故障时正确动作，涌流时不误动，切实提高了保护动作可靠性，同时也保证了保护的动作速度。本发明采用的涌流识别技术简单可靠。

附图说明

图1是500kV变电所一次主接线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

1)实时采集三相电流，通过全波傅氏或半波积分等算法，实时计算得到当前相电流二次谐波有效值I₂；相电流基波有效值I₁；相电流半波积分值I_half。相间电流二次谐波有效值I_p2p2；相间电流基波有效值I_p2p1；相间电流半波积分值I_p2phalf；相间电流突变量半波积分值I_p2pintg。

2)进行接地阻抗的涌流判别

|I₂/I₁|×100％＞k₁>

$\left(\begin{array}{c}|I_2/I_1|\times 100\%>k_2\\ I_{half}>M_1\end{array}\right)---2)$

将步骤1)中当前所需幅值带入式1)中，k₁为预设的系数；若式1)成立则闭锁接地阻抗元件并不再进行式2)判断；若式1)不成立则将步骤1)中当前所需幅值带入式2)中，k₂、M₁为预设的系数；若式2)成立则闭锁接地阻抗元件；若式2)不成立则开放接地阻抗元件。

3)进行相间阻抗的涌流判别

|I_p2p2/I_p2p1|×100％＞k₃>

$\left(\begin{array}{c}|I_{p2p2}/I_{p2p1}|\times 100\%>k_4\\ I_{p2phalf}>M_2\\ I_{p2p\mathrm{int}g}>M_3\end{array}\right)---4)$

将步骤1)中当前所需幅值带入式3)中，k₃为预设的系数；若式3)成立则闭锁接地相间元件并不再进行式4)的判断；若式3)不成立，则将步骤1)中当前所需幅值带入式4)中，k₄、M₂、M₃为预设的系数；若式成立则闭锁相间阻抗元件；若式不成立则开放相间阻抗元件。

其中k₁>k₂，k₂＝0.13～0.2；k₃>k₄，k₄＝0.13～0.2；M₁＝(3～5)Ie，M₂＝(3.2～5.1)Ie，M₃＝(3.5～5.4)Ie，Ie为低压侧额定电流。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。