本技術涉及電力設備維護領域，具體是一種阻抗繼電器性能提升方法及裝置。

背景技術：

1、在輸電線路發(fā)生電氣故障時，首要目標是確保網絡的穩(wěn)定性。開發(fā)既快速又高度可靠的保護系統必須符合這些基本要求。距離保護繼電器專門設計用于檢測高壓輸電線路中發(fā)生的故障并定位故障。距離繼電器通過測量變壓器獲取的電壓測量值與電流測量值來持續(xù)計算線路阻抗。該種繼電器依賴于阻抗百分比，能夠定位故障并及時清除故障。

2、當線路上發(fā)生電氣故障時，會生成一個電弧，其電阻會影響故障位置，并可能導致距離繼電器操作不當。目前，定位架空線路故障位置最廣泛使用的方法是在故障電流流動期間確定線路的表觀電抗，并將歐姆結果基于線路參數轉換為距離。人們普遍認識到，當故障電阻高且線路從兩端供電時，這種方法會引入誤差。

3、目前，距離保護通過利用繼電器安裝位置處的電壓和電流來計算故障阻抗。將記錄的故障阻抗與已知線路阻抗進行比較。如果記錄的故障阻抗小于預定線路阻抗，則識別出故障，并發(fā)送跳閘信號到斷路器。在最基本的形式中，距離保護僅依賴于測量電壓與電流，而無需補充信息或外部設備。

4、然而，由于測量誤差、變壓器誤差(ct、pt)以及線路阻抗的變化等，實現整個線路長度的100％距離保護精度實際上是不可能的。因此，從線路末端建立10％到15％的安全裕度，稱為下達到區(qū)域(也稱第一區(qū)域)，以確保對內部和外部故障的保護選擇性。

5、剩余線路部分屬于過達到區(qū)域(也稱第二區(qū)域)，為了保持選擇性，需要與鄰近保護方案相對應地設置時間延遲。在電磁保護中，這個時間延遲通常在400-500毫秒之間，而模擬靜態(tài)與數字保護系統則實現了250-300毫秒的延遲。這個延遲包括斷路器的操作時間、距離測量元件的響應時間以及安全裕度。

6、與差動保護不同，差動保護通過考慮線路兩端電流互感器的位置來實現完全選擇性，基本的距離保護(沒有通信增強)不提供完全選擇性，其通過與相鄰保護方案的時間延遲協調來實現選擇性跳閘。盡管如此，距離保護可以用作鄰近線路的后備保護，使用第二階段(過達到階段)，延伸到鄰近的母線和鄰近線路的一部分。另有第三階段，通常被部署用于保護鄰近線路的全部長度。這些階段的安排與它們的時間設置是使用時間-長度圖來確定的。

7、傳統的接地距離繼電器方案在處理各種類型的接地故障時面臨挑戰(zhàn)，例如，單相接地和雙相接地故障。這些挑戰(zhàn)因顯著的故障電阻而加劇。

8、本部分旨在為權利要求書中陳述的本發(fā)明實施例提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。

技術實現思路

1、針對現有技術中的問題，本技術提供一種阻抗繼電器性能提升方法及裝置，能夠確定阻抗繼電器執(zhí)行斷路處理的動作門檻值，提升阻抗繼電器的性能。

2、為解決上述技術問題，本技術提供以下技術方案：

3、第一方面，本技術提供一種阻抗繼電器性能提升方法，包括：

4、當電網發(fā)生接地故障時，根據故障電弧的動態(tài)特性構建電弧模型；

5、根據所述故障電弧的接地故障類型、故障后相位源處的電氣參數及所述電弧模型計算故障阻抗；

6、根據所述電弧模型確定執(zhí)行斷路處理的動作門檻值；

7、根據所述動作門檻值及所述故障阻抗使阻抗繼電器對電網進行距離保護。

8、進一步地，所述電弧模型包括主電弧模型、次電弧模型；所述當電網發(fā)生接地故障時，根據故障電弧的動態(tài)特性構建電弧模型，包括：

9、根據電網發(fā)生接地故障時的特征電弧電壓梯度、總特征電弧電阻及瞬時電弧長度確定所述主電弧模型；

10、根據電網發(fā)生接地故障時的電弧伸長速度、初始時間常數及時間常數下降速度確定所述次電弧模型。

11、進一步地，所述接地故障類型包括單相接地故障；所述電氣參數包括故障后相位源處的電流、故障后相位源處的電壓及接地系數；所述根據所述故障電弧的接地故障類型、故障后相位源處的電氣參數及所述電弧模型計算故障阻抗，包括：

12、根據所述電弧模型生成電弧附加阻抗；

13、根據所述接地系數及所述故障后相位源處的電流計算第一故障電流；

14、根據所述第一故障電流、所述故障后相位源處的電壓及所述電弧附加阻抗計算發(fā)生所述單相接地故障時的故障阻抗。

15、進一步地，所述接地故障類型包括雙相接地故障；所述電氣參數包括故障后相位源處的電流及故障后相位源處的電壓；所述根據所述故障電弧的接地故障類型、故障后相位源處的電氣參數及所述電弧模型計算故障阻抗，包括：

16、根據所述電弧模型生成電弧附加阻抗；

17、根據所述故障后相位源處的電流計算第二故障電流；

18、根據所述第二故障電流、所述故障后相位源處的電壓及所述電弧附加阻抗計算發(fā)生所述雙相接地故障時的故障阻抗。

19、進一步地，所述根據所述電弧模型及所述故障阻抗確定阻抗繼電器執(zhí)行斷路處理的動作門檻值，包括：

20、獲取基于電弧動態(tài)特性的初始動作門檻值；

21、根據所述電弧模型調整所述初始動作門檻值，得到所述阻抗繼電器執(zhí)行斷路處理的動作門檻值。

22、第二方面，本技術提供一種阻抗繼電器性能提升裝置，包括：

23、電弧模型構建單元，用于當電網發(fā)生接地故障時，根據故障電弧的動態(tài)特性構建電弧模型；

24、故障阻抗計算單元，用于根據所述故障電弧的接地故障類型、故障后相位源處的電氣參數及所述電弧模型計算故障阻抗；

25、動作門檻確定單元，用于根據所述電弧模型確定執(zhí)行斷路處理的動作門檻值；

26、距離保護執(zhí)行單元，用于根據所述動作門檻值及所述故障阻抗使阻抗繼電器對電網進行距離保護。

27、進一步地，所述電弧模型包括主電弧模型、次電弧模型；所述電弧模型構建單元包括：

28、主電弧模型確定模塊，用于根據電網發(fā)生接地故障時的特征電弧電壓梯度、總特征電弧電阻及瞬時電弧長度確定所述主電弧模型；

29、次電弧模型確定模塊，用于根據電網發(fā)生接地故障時的電弧伸長速度、初始時間常數及時間常數下降速度確定所述次電弧模型。

30、進一步地，所述接地故障類型包括單相接地故障；所述電氣參數包括故障后相位源處的電流、故障后相位源處的電壓及接地系數；所述故障阻抗計算單元包括：

31、第一附加阻抗生成模塊，用于根據所述電弧模型生成電弧附加阻抗；

32、第一故障電流計算模塊，用于根據所述接地系數及所述故障后相位源處的電流計算第一故障電流；

33、第一故障阻抗計算模塊，用于根據所述第一故障電流、所述故障后相位源處的電壓及所述電弧附加阻抗計算發(fā)生所述單相接地故障時的故障阻抗。

34、進一步地，所述接地故障類型包括雙相接地故障；所述電氣參數包括故障后相位源處的電流及故障后相位源處的電壓；所述故障阻抗計算單元包括：

35、第二附加阻抗生成模塊，用于根據所述電弧模型生成電弧附加阻抗；

36、第二故障電流計算模塊，用于根據所述故障后相位源處的電流計算第二故障電流；

37、第二故障阻抗計算模塊，用于根據所述第二故障電流、所述故障后相位源處的電壓及所述電弧附加阻抗計算發(fā)生所述雙相接地故障時的故障阻抗。

38、進一步地，所述動作門檻確定單元包括：

39、初始門檻值獲取模塊，用于獲取基于電弧動態(tài)特性的初始動作門檻值；

40、動作門檻值確定模塊，用于根據所述電弧模型調整所述初始動作門檻值，得到所述阻抗繼電器執(zhí)行斷路處理的動作門檻值。

41、第三方面，本技術提供一種電子設備包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現所述阻抗繼電器性能提升方法的步驟。

42、第四方面，本技術提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現所述阻抗繼電器性能提升方法的步驟。

43、第五方面，本技術提供一種計算機程序產品，包括計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器執(zhí)行時實現所述阻抗繼電器性能提升方法的步驟。

44、針對現有技術中的問題，本技術提供的阻抗繼電器性能提升方法及裝置，通過當電網發(fā)生接地故障時，根據故障電弧的動態(tài)特性構建電弧模型；根據所述故障電弧的接地故障類型、故障后相位源處的電氣參數及所述電弧模型計算故障阻抗；根據所述電弧模型確定執(zhí)行斷路處理的動作門檻值；根據所述動作門檻值及所述故障阻抗使阻抗繼電器對電網進行距離保護，提高了阻抗繼電器感知與計算故障阻抗的精度，提高了對弧道電阻的建模與估算精度，突出了阻抗繼電器在檢測與定位高壓電力網絡中故障的重要性。此外，本技術對兩種類型的故障進行了仿真，并對弧道電阻進行了計算，為阻抗繼電器在不同配置下的性能提供了寶貴的技術依據，基于上述技術依據能夠更好地保護高壓電力網絡免受故障電弧的威脅。