CN100421326C - 利用波形整形法进行差动保护的方法 - Google Patents

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Beijing Sifang Automation Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种利用波形整形法进行差动保护的方法，该方法包括步骤：差动保护装置对电流互感器的电流波形进行采样得到电流瞬时值；将变形的交流电流波形整形为方波；对除饱和电流互感器电流以外的其他各侧电流的向量求和，并得到的合成电流向量；将上述的方波的基波与得到的合成电流的基波的相位进行比较，并求其夹角的余弦；如果电流正方向以指向变压器为正时，则其余弦值为正则为内部故障，开放差动保护，否则为外部故障，闭锁差动保护。该方法可以用于对变压器、发动机、母线、电抗器等重要元件的保护系统，可较好地解决长期以来由于电流互感器饱和而造成的差动保护不正确动作问题。

Description

利用波形整形法进行差动保护的方法
技术领域
本发明涉及电力系统领域，更具体地涉及继电保护的方法。
背景技术
在电力系统中，经常使用的电流差动保护是根据流入被保护元件电流和流出被保护元件的电流的差的大小为判据构成的一种继电保护。由于它具有灵敏、易实现等特点，一般作为被保护元件的主保护。这种保护技术常用于对变压器、发动机、母线、电抗器等重要元件的保护。它的拒动(应动作而未动作)和误动(不应动作而动作)，都会使设备停止工作或者损坏，给国民经济带来巨大损失。
目前，差动保护大多采用折线的比例制动特性来防止在外部故障电流互感器(TA)饱和时差动保护误动。实践证明，采用这种方法的保护装置仍然有在TA严重饱和时误动的情况发生。
另外，在变压器差动保护中，采用谐波制动原理或波形识别方法实现涌流制动，以防止在变压器空载合闸时差动保护误动。而TA饱和时电流波形中有大量谐波分量，波形也不对称，所以这些方法在内部故障TA饱和时也会不正确地闭锁差动保护，造成差动保护拒动。
发明内容
本发明的目的为了克服由于交流电流波形变形，造成差动保护动作不正确的上述缺陷，提出了一种利用波形整形法进行差动保护的方法。所述的方法是通过如下的技术方案实现的，所述的方法包括步骤：
差动保护装置对电流互感器中的电流波形进行采样得到电流瞬时值，当交流波形变形但其过零点还可用情况下，根据电流瞬时值是否达到预定值W，判断差动保护启动是否可能由于电流互感器饱和而造成；
当判断是由于电流互感器饱和造成时，根据将饱和的电流互感器的电流波形中大于零的采样值取为固定正数，小于零的采样值取为固定负数，等于零的采样值取为0的原则，将变形的交流电流波形整形为方波；
对除饱和电流互感器电流以外的其他各侧电流的向量求和，以便得到合成电流的向量；
将上述的方波的基波与得到的合成电流的基波的相位进行比较，求其夹角的余弦；
如果电流正方向以指向变压器为正时，则其余弦值为正则为内部故障，开放差动保护，否则为外部故障，闭锁差动保护；
当判断不是由于电流互感器饱和造成差动保护启动，电流波形正常，可用现有方法判断，是否应该开放差动保护，跳开变压器断路器。
所述的预定值W是根据电流互感器得饱和特性确定的，取15～18倍额定电流。
该方法可以用于对变压器、发动机、母线、电抗器等重要元件的保护系统，可较好地解决长期以来由于电流互感器饱和而造成的差动保护不正确动作问题。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
图1是本发明方法的流程示意图。如图1所示，本发明提出的一种利用波形整形法进行差动保护的方法是通过如下的技术方案实现的，所述的方法包括步骤：
首先从步骤S101开始，当差动保护启动后，保护装置是否要跳开断路器，进入下面的判断过程；
在步骤S102对差动保护装置中的电流瞬时值进行采样，当交流波形变形但其过零点还可用情况下，根据电流瞬时值是否达到预定值W，判断差动保护启动是否可能由于电流互感器饱和而造成。
所述的预定值W是根据电流互感器的饱和特性确定的，一般取15～18倍额定电流。
当判断是由于电流互感器饱和造成启动时，流程进入步骤S103，根据将饱和电流互感器的电流波形中大于零的采样值取为固定正数，比如1，小于零的采样值取为固定负数(-1)，等于零的采样值取为0的原则，将变形的交流电流波形整形为方波。接着进入步骤105，对除饱和电流互感器电流以外的其他各侧电流的向量求和，以便得到合成电流的基波。然后在步骤S106，将上述的方波的基波与得到的合成电流的基波的相位进行比较，比如，可求其交角的余弦，在步骤S107判断是否内部故障，如果电流正方向以指向变压器为正时，则其余弦值为正则为内部故障，进入步骤S108，开放差动保护，然后进入步骤S110，结束该程序。否则为外部故障，进入步骤S109，闭锁差动保护，然后进入步骤S110，结束该程序。当在步骤S102判断不是由于电流互感器饱和造成差动保护启动，电流波形正常，则进入步骤S104可用现有各种方法判断，是否应该开放差动保护，跳开变压器断路器，然后进入步骤S110，结束该程序。
由于在本发明中实现上述方法的具体装置的构成，例如对电流波形进行采样得到瞬时值、将变形的交流电流波形整形为方波、对其他各侧电流的向量求和，并得到的合成电流的基波、将上述的方波的基波与得到的合成电流的基波的相位进行比较，并求其夹角的余弦的装置等可以由现有技术中的各个部分来实现，因此，上述的装置在这里没有必要进一步描述。本发明是一种利用波形整形法实现差动保护的方法，可以用于对变压器、发动机、母线、电抗器等重要元件的保护。
根据上述的描述，本领域的技术人员可以对本发明的方法的各个步骤进行合并或分解，这些具体的变化都应当在本发明权利要求书限定的范围之内。

Claims (2)

1. 一种利用波形整形法进行差动保护的方法，所述的方法包括步骤：
对电流互感器中的电流进行采样得到电流瞬时值，当交流波形变形，但其过零点还可用情况下，根据电流瞬时值是否达到预定值W，判断差动保护启动是否由于电流互感器饱和而造成；
当判断是由于电流互感器饱和造成差动保护启动时，将饱和电流互感器的变形的电流波形中大于零的采样值取为固定正数，小于零的采样值取为固定负数，等于零的采样值取为0的原则，将变形的交流电流波形整形为方波；
对除饱和电流互感器电流以外的其他各侧电流求向量和，以便得到合成电流向量；
将上述的方波的基波与得到的合成电流的基波的相位进行比较，求其夹角的余弦；
如果电流正方向以指向变压器为正，则其余弦值为正则为内部故障，开放差动保护，否则为外部故障，闭锁差动保护；
当判断不是由于电流互感器饱和造成差动保护启动时，电流波形正常，可用现有方法判断，是否应该开放差动保护，跳开变压器断路器。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于：所述的预定值W是根据电流互感器的饱和特性确定的，取15～18倍额定电流。
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