Pt二次回路两点接地零序方向保护的防误动方法
阅读说明：本技术 Pt二次回路两点接地零序方向保护的防误动方法 (Maloperation prevention method for PT secondary circuit two-point grounding zero sequence direction protection ) 是由 钟臻 陈攀 马弢 周勇 郑晓玲 徐菁 刘云龙 范川 周辉 宋兆欧 林春江 陈卉 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种PT二次回路两点接地零序方向保护的防误动方法,包括步骤：S1.确定零序方向保护的参考零序电压；S2.判断参考零序电压和零序电流的夹角方向是否为目标方向,若是,则零序方向保护动作,若否,则零序方向保护不动作。本发明的一种PT二次回路两点接地零序方向保护的防误动方法,能够使得零序方向保护不受PT二次两点接地的影响,保证了动作行为的正确性。(The invention discloses a false operation preventing method for PT secondary circuit two-point grounding zero sequence direction protection, which comprises the following steps: s1, determining a reference zero-sequence voltage for zero-sequence direction protection; and S2, judging whether the included angle direction of the reference zero-sequence voltage and the zero-sequence current is the target direction, if so, performing zero-sequence direction protection, and if not, performing zero-sequence direction protection. The false-action preventing method for PT secondary circuit two-point grounding zero-sequence direction protection can prevent zero-sequence direction protection from being influenced by PT secondary two-point grounding, and ensures the correctness of action behaviors.)
技术领域
本发明涉及电力领域，具体涉及一种PT二次回路两点接地零序方向保护的防误动方法。
背景技术
《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》要求PT二次回路只允许在主控室全站最高电压等级电压并列屏处有且只有一点接地，目的是为防止PT二次回路两点接地后发生系统接地故障时零序方向保护误动。变电站PT二次回路属于公用电压回路，覆盖全站所有电压等级的保护、测控、稳控等安全自动装置，因此电压回路复杂，特别是在变电站建设或者改造的过程中，电压回路接入工作所跨越的时间段较长，工序繁多，继电保护需多次加压检验。由于检验不到位或者施工工艺等原因引起的PT二次回路两点接地的概率极高。
当PT二次回路两点接地时，在系统正常运行状态下，由于负载趋于三相平衡，难以发现PT二次回路存在两点接地，而当系统发生接地故障时，由于继电保护装置采集到的自产零序电压的大小和方向均可能发生改变，因此零序方向保护存在区内拒动以及区外误动的风险。
尽管现有的技术提出了检验PT二次回路是否存在两点接地的分析方法，但该方法只能用于事故后分析，无法防止零序方向保护误动或拒动。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供PT二次回路两点接地零序方向保护的防误动方法，能够使得零序方向保护不受PT二次两点接地的影响，保证了动作行为的正确性。
本发明的PT二次回路两点接地零序方向保护的防误动方法，包括如下步骤：
S1.确定零序方向保护的参考零序电压；
S2.判断参考零序电压和零序电流的夹角方向是否为目标方向，若是，则零序方向保护动作，若否，则零序方向保护不动作。
进一步，根据如下公式确定零序方向保护的参考零序电压：
其中，为参考零序电压；为M侧负序电压；为N侧零序电压；为N侧负序电压；ZSM0为M侧保护背后系统零序阻抗；ZSM2为M侧保护背后系统负序阻抗；ZSN0为N侧保护背后系统零序阻抗；ZSN2为N侧保护背后系统负序阻抗。
进一步，确定零序方向保护的参考零序电压，具体包括：
S11.确定M侧以及N侧的序电压：
其中，为继电保护测量到的零序电压；CM0为M侧零序分配系数；CM2为M侧负序分配系数；为故障电流零序分量；为故障电流负序分量；CN0为N侧零序分配系数；CN2为N侧负序分配系数；
S12.将式子(1)中等号右边的公式展开，则得到如下式子：
S13.将M侧零序分配系数CM0、M侧负序分配系数CM2、N侧零序分配系数CN0以及N侧负序分配系数CN2作为实数带入到式子(2)中，则得到如下式子：
S14.对式子(3)中继电保护测量到的零序电压进行构造处理，得到零序方向保护的参考零序电压。
进一步，所述目标方向为正方向。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种PT二次回路两点接地零序方向保护的防误动方法，通过找到一个参考零序电压，不论PT二次回路是否存在两点接地，当系统发生故障时，该参考零序电压的方向都能保持与实际零序电压的方向一致，则零序方向保护使用该参考零序电压作为逻辑判据，就能避免在PT二次回路两点接地后系统故障时发生不正确的动作行为。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的方法流程示意图；
图2为现有方法的PT二次回路两点接地时反方向A相接地故障时零序电流和零序电压的夹角系统仿真输出波形图；
图3为本发明的PT二次回路两点接地时反方向A相接地故障时零序电流和零序电压的夹角系统仿真输出波形图；
图4为现有方法的PT二次回路两点接地时正方向A相接地故障时零序电流和零序电压的夹角系统仿真输出波形图；
图5为本发明的PT二次回路两点接地时正方向A相接地故障时零序电流和零序电压的夹角系统仿真输出波形图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步的说明，如图1所示：
本发明的PT二次回路两点接地零序方向保护的防误动方法，包括如下步骤：
S1.确定零序方向保护的参考零序电压；
S2.判断参考零序电压和零序电流的夹角方向是否为目标方向，若是，则零序方向保护动作，若否，则零序方向保护不动作。其中，所述目标方向为正方向，零序方向保护判断为正方向，此时达到零序过流定值，零序方向保护就动作。
PT二次回路两点接地是二次回路的一种寄生，当系统正常运行时，不影响继电保护的动作行为，通过二次电流电压的监测也难以发现该寄生回路。当系统发生接地故障时，由于两个接地点之间存在电压差值，该电压差作为电压源，将在两个接地点之间的接地阻抗形成接地电流，在该叠加的零序电压和零序电流作用下，可能导致零序方向保护继电器动作行为不正确，包括区外误动和区内拒动。
也即是，导致PT二次回路两点接地时零序方向保护的误动或拒动的根本原因是：继电保护装置测量和计算出来的自产零序电压是经过叠加后的电压，其与系统上真实的自产零序电压在大小和方向上均发生改变，从而造成零序方向保护动作不正确。
如果能找到一个参考零序电压，不论PT二次回路是否存在两点接地，当系统发生故障时，该参考零序电压的方向都能保持与实际零序电压的方向一致，那么零序方向保护使用该参考零序电压作为逻辑判据，就能避免在PT二次回路两点接地后系统故障时发生不正确的动作行为。
由于现在超高压线路保护光纤化率已达到100％，则可以借助光纤通道传输的数据来完善逻辑判据。
本实施例中，根据如下公式确定零序方向保护的参考零序电压：
其中，为参考零序电压；为M侧负序电压；为N侧零序电压；为N侧负序电压；ZSM0为M侧保护背后系统零序阻抗；ZSM2为M侧保护背后系统负序阻抗；ZSN0为N侧保护背后系统零序阻抗；ZSN2为N侧保护背后系统负序阻抗。其中，以主网中双端输电系统为例，该输电系统电压为500kV，频率为50HZ，该输电系统的一端为M侧，另一端为N侧，可以计算得到上述零序方向保护的参考零序电压公式；需要说明的是，本部分中，所述M侧以及N侧等方位词，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或系统必须具有特定的方位以及以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，公式中的符号arg为现有公式符号，如：arg(A)表示A向量角度。
本实施例中，确定零序方向保护的参考零序电压，具体包括：
S11.在输电系统一次故障情况下，当M侧以及N侧的测量回路都正常时，确定M侧以及N侧的序电压：
其中，为继电保护测量到的零序电压；CM0为M侧零序分配系数；CM2为M侧负序分配系数；为故障电流零序分量；为故障电流负序分量；CN0为N侧零序分配系数；CN2为N侧负序分配系数；
S12.将式子(1)中等号右边的公式展开，则得到如下式子：
S13.将M侧零序分配系数CM0、M侧负序分配系数CM2、N侧零序分配系数CN0以及N侧负序分配系数CN2作为实数带入到式子(2)中，则得到如下式子：
S14.对式子(3)中继电保护测量到的零序电压进行构造处理，得到零序方向保护的参考零序电压。
下面对现有的传统方法与本发明的防误动方法进行仿真验证对比分析：
设置PT两点接地，反方向A相接地故障时：
现有的传统方法，仿真结果如图2所示，out2是零序电流和零序电压的夹角，也就是零序方向保护是否动作的判据，[angle2,angle1]表示反方向动作范围；故障是0.5s开始的，0.5s之前是一个毛刺，0.5s之后，不在反方向动作范围内，和所设故障不一样，零序方向保护判断为正方向，误动作。
本发明的防误动方法，仿真结果如图3所示，out2是零序电流和零序电压的夹角，也就是零序方向保护是否动作的判据，[angle2,angle1]表示反方向动作范围；故障是0.5s开始的，0.5s之前是一个毛刺，0.5s之后，在反方向动作范围内，和所设故障一样，零序方向保护判断为反方向，可靠不动作。
设置PT两点接地，正方向A相接地故障：
现有的传统方法，仿真结果如图4所示，out2是零序电流和零序电压的夹角，也就是零序方向保护是否动作的判据，[angle1,angle2]表示正方向动作范围；故障是0.5s开始的，0.5s之前是一个毛刺，0.5s之后，结果却不在正方向动作范围内，零序方向保护判断为反方向，区内拒动。
本发明的防误动方法，仿真结果如图5所示，out2是零序电流和零序电压的夹角，也就是零序方向保护是否动作的判据，[angle1,angle2]表示正方向动作范围；故障是0.5s开始的，0.5s之前是一个毛刺，0.5s之后，在正方向动作范围内，和所设故障一样，零序方向保护判断为正方向，可靠动作。
从上述从仿真结果，可以得到表1所示的结果：
表1
其中，为流过保护装置的零序电流；为自产零序电压；为参考零序电压；
可见，当PT二次回路两点接地时系统发生接地故障，本发明的判别方法可以保证零序方向保护正确动作，其正确动作行为不受PT二次回路两点接地的影响。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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