第四节选相方法

2.4微机保护算法--选相方法§2.4选相算法•为什么要选相为反映各种不同的故障类型和相别，需要设置不同的阻抗测量元件，接入不同的交流电压和电流。这些阻抗元件都是并行工作的，它们同时在测量着各自分管的故障类型的阻抗，因此，在选相跳闸时，要配合专门的选相元件。在微机保护中，为实现选相跳闸，同时防止非故障相的影响，通常要设置一个故障类型、故障相别的判别程序。选相程序的作用：2.在阻抗继电器中做到仅投入故障特征最明显的阻抗测量元件。1.用于选相跳闸；§2.4选相算法一、突变量电流选相相别切换：在突变量启动元件检出系统有故障后，先由它判别故障类型和相别，然后针对已知的相别提取相应的电压、电流对，进行阻抗计算。1．单相接地故障（以A相为例）设Z1=Z2，A相接地时，流过保护安装处的电流向量图：反相同相或特征：两个非故障相电流之差为零。AIAIBICICIBI§2.4选相算法2．两相不接地短路非故障相电流为零。AICIBI特征：三种不同相电流差中，两个故障相电流之差最大。3．两相接地短路（以BC两相短路为例）AICIBI特征：三种不同相电流差中，两个故障相电流之差最大。4．三相短路特征：三个相电流差的有效值均相等。§2.4选相算法•故障相判别程序的流程图§2.4选相算法二、对称分量选相电流突变量选相元件在故障初始阶段有较高的灵敏度和准确性，但是，突变量仅存在20-40ms，过了这个时间后，由于无法获得突变量，所以突变量选相元件就无法工作了。1.三相短路和两相间短路均不出现稳态的零序电流；各种短路类型中的序分量：3.单相和两相接地短路同时出现零序和负序分量。2.两相间短路出现负序分量；§2.4选相算法1．单相接地短路单相接地复合序网在故障支路，无论是金属性短路，还是经过渡电阻短路，均有kkkIII0210argargarg02002202mmkmkmCCICICII、分别为保护安装地点的负序和零序电流分配系数；mC2mC002II、保护安装地点的零序和负序电流。结论：保护安装地点的故障相负序电流与零序电流基本上仍然为同相。2I0I在保护安装地点§2.4选相算法1）A相接地时0arg02IIA0IAI2CI2BI202）B相接地时0arg02IIB120arg02IIA0IAI2CI2BI20IAI2CI2BI21201203）C相接地时0arg02IIC120arg02IIA§2.4选相算法2．两相接地短路复合序网在故障支路有§2.4选相算法•考虑各对称分量的分配系数后，保护安装地点的非故障相负序电流与零序电流相位关系仍为：90~0arg02IIRg=00arg02IIRg趋向∞02argII903．选相方法各种接地短路时，保护安装地点的A相负序电流与零序电流之间的相位关系以为基准相量的选相区域图0I0arg02mmCC实用的序分量选相区域§2.4选相算法§2.4选相算法•问题：如何判别同一个相位区域内是单相接地还是两相接地？用阻抗确认30arg3002IIAl）当时，30arg3002IIA若ZBＣZⅢ，则判为BC两相接地。2）当时，30arg3002IIA若ZBＣZⅢ，则判为A相接地。当发生Ⅲ段外的BC两相接地时，即使按A相接地短路处理，由于，这时ZA测量阻抗较大，保护的动作元件不会动作。§2.4选相算法•各种选相方法的适用范围：对称分量选相只能在同时有零序和负序电流时才起作用。电流突变量选相仅在短路初始阶段（20~40ms）有效；§2.5算法的选择1.要求输入信号为纯基频分量的一类算法特点：所需的数据窗很短，计算量很小。适用范围：输入信号中暂态分量不丰富或计算精度要求不高的保护中。低压网络的电流、电压后备保护；配备一些简单的差分滤波器以削弱电流中衰减的直流分量作为电流速断保护，加速出口故障时的切除时间；复杂保护的启动元件的算法，如距离保护的电流启动元件。如：§2.5算法的选择2.傅氏算法适用于各种保护的算法。一般在采用傅氏算法时，需考虑衰减直流分量造成的计算误差，并采取适当的补救措施。3.最小二乘方算法在设计、选择拟合模型时，要考虑精度和速度两方面的合理折衷。4.R-L模型算法不宜单独应用于分布电容不可忽略的较长线路；可以与适当的数字滤波器配合而构成的高压、超高压长距离输电线的距离保护。§2.5算法的选择R-L模型算法只能用于计算输电线路阻抗，因此多用于线路保护中。全周傅氏算法、最小二乘方算法还常应用于元件保护(如发电机、变压器的差动保护)，后备电流、电压保护以及一些由序分量组成的保护中，也可以应用于谐波分析；对于测量场合，还可以应用测量值的原始定义，如方均根值等。新原理、新技术和新方法在电力系统控制和继电保护中的应用主要有，自适应理论、模糊集理论、小波分析、智能方法、专家系统、暂态行波原理、暂态分量保护和神经元网络等等。