CN101051742A - 一种线路差动保护的抗ta饱和的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种差动保护的抗御电流互感器(以下简称TA)饱和的方法。一种差动保护抗TA饱和的方法，包括数据采集、数据处理和逻辑判断步骤：实时采集差动回路中的本侧电流；将本侧电流的向量及相关逻辑信息传送到对侧保护装置，每周波传输16点；实现两侧保护装置的采样数据同步；在差动回路中采用比相式继电器和比率差动继电器；以差动回路两侧电流、

的夹角关系，作为方向元件动作条件；根据方向元件动作状况判断比相式继电器是否动作；若比相式继电器动作则判定为区内故障；若比相式继电器和比率差动条件同时动作，则差动保护瞬时动作出口；比相式继电器在差动保护启动后连续判断，差动保护任务整组复归后复归。

Description

一种线路差动保护的抗TA饱和的方法

技术领域

本发明涉及一种克服电流互感器饱和影响的方法，特别涉及一种差动保护的抗御电流互感器(以下简称TA)饱和的方法。

背景技术

差动保护是线路、变压器、发电机、大型电动机及母线等元件的主要保护手段，基本原理是反应被保护元件各端流入电流和流出电流矢量和，在保护区内故障，差动回路中的电流值大于整定值，差动保护瞬时动作，而在保护区外故障，差动保护则不应动作。

将被保护对象看作一个节点，则流入或流出该节点的电流即定义为差电流

根据基耳霍夫定律， ${\stackrel{\·}{I}}_d=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\stackrel{\·}{I}}_j,$ 为各侧电流。理论上，当区外故障时， ${\stackrel{\·}{I}}_d=0,$ 保护装置不动作。但实际上电流互感器可能存在互感器变比、容量不同、剩磁不同、两侧TA暂态特性和饱和程度的差异、二次回路时间常数的差异，都可能引起电流互感器暂态传变误差增大，在区外故障或区外故障切除时差动回路中产生不平衡电流，严重时可造成差动保护误动作。

传统方案采用提高比率制动特性的启动电流和制动系数，在制动量上增加浮动门槛的方法，这样会带来区内故障保护装置灵敏度降低的问题。要求现场尽量选取一致性好的TA，但是由于线路差动保护装置的一般TA分别装在两个变电站，施工上很难完全保证一致。

因此采用措施减少TA暂态饱和对保护的影响、避免外部暂态穿越性电流造成差动保护误动是实现差动保护需要解决的主要矛盾。

技术方案

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种能减少TA暂态饱和对差动保护的影响、避免差动保护误动同时又不牺牲差动保护灵敏度的方法。

本发明的技术方案是：一种差动保护抗TA饱和的方法，包括数据采集、数据处理和逻辑判断步骤，其中，

数据采集包括以下步骤：

①实时采集差动回路中的本侧电流

数据处理包括以下步骤：

①将本侧电流

(A、B、C三相)的向量及相关逻辑信息传送到对侧保护装置，每周波传输16点；

②采用基于数据通道的采样时刻调整法实现两侧保护装置的采样数据同步；

逻辑判断包括以下步骤：

①在差动回路中采用比相式继电器和比率差动继电器；

②以差动回路两侧电流

的夹角关系，作为方向元件动作条件；

③根据方向元件动作状况判断比相式继电器是否动作；

④若比相式继电器动作则判定为区内故障；

⑤若比相式继电器和比率差动条件同时动作，则差动保护瞬时动作出口；

⑥比相式继电器在差动保护启动后连续判断，差动保护任务整组复归后复归。

本发明的原理是：

TA是一种非线性铁磁元件，其铁芯饱和将导致传变误差增大，特别是角差增大，若不采取有效措施，仅靠差动保护的制动特性是很难抵御的。考虑到TA发生暂态及稳态饱和时，由于电流互感器暂态传变误差增大，会造成差动回路中产生不平衡电流，但是即使在最严重的饱和情况下，两侧电流方向仍然大致满足物理特性，角差不会超过90°。

根据上述分析，本发明设置了比相式继电器和比率差动继电器，进行两个逻辑判断，以比相式继电器作为界定区内外故障的基本判据，综合区内经过高阻接地故障以及故障的转换状况，采用上述多判据协同技术，可靠地判定区内外故障，抵御TA饱和对差动保护的影响。

本方法实施简单，物理意义清晰，在不降低差动保护灵敏度的前提下使抗TA饱和性能同时得到保证。

附图说明

图1是本发明的程序流程图。

图2是本发明实施例1线路保护装置比率差动保护主程序流程图。

图3是本发明实施例1线路保护装置比率差动保护主程序中A相比率差动保护程序流程图(B、C相雷同)。

具体实施方式

本发明已用于实现线路差动保护，下面以线路差动保护为例作进一步说明：

实施例1：

一种差动保护抗TA饱和的方法，包括数据采集、数据处理和逻辑判断等步骤，TA饱和检测继电器的检测过程包括以下步骤，见图1。

①实时采集差动回路中的本侧电流

②将本侧电流

(A、B、C三相)的向量及相关逻辑信息传送到对侧保护装置，每周波传输16点；

③采用基于数据通道的采样时刻调整法实现两侧保护装置的采样数据同步；

④在差动回路中采用比相式继电器和比率差动继电器；

⑤实时比较差动回路两侧电流 的夹角，若

条件满足，则方向元件动作，否则方向元件不动作；

⑥如果在差动保护启动的30ms内有时刻方向元件动作，则认为比相式继电器动作，否则，方向元件连续动作20ms，则认为比相式继电器动作；

⑦若比相式继电器动作则判定为区内故障；

⑧若比相式继电器和比率差动条件同时动作，则差动保护瞬时动作出口；

⑨继电器在差动保护启动后连续判断，差动保护任务整组复归后复归。

上述步骤，我们定义为基于“综合比相法”的比相式继电器。

本实施例中比率差动保护逻辑见图2，包括：

①常规比率差动继电器、比相式继电器的初始化；

②差动继电器启动条件判断：为保证保护可靠启动，相电流突变量启动元件、自产零序电流辅助启动元件、低电压启动元件和利用TWJ的辅助启动元件任何一个满足条件，则保护启动；

③分相比率差动逻辑判断：A、B、C三相分相判断，每相综合判断比相式继电器和比率差动条件动作状况，三相逻辑完全相同，具体见图3；

④差动继电器整组复归判断。

本实施例比率差动保护逻辑中分相比率差动保护逻辑见图3，由于差动继电器三相逻辑相同，因此图中仅描述了A相实施步骤：包括：

①若直接发生区内故障，则常规比率差动继电器、比相式继电器都动作，保护快速出口；

②若发生区外故障，TA没有饱和，则常规比率差动继电器、比相式继电器都不动作，保护可靠闭锁；

③若发生区外故障，TA发生暂态或稳态饱和，则常规比率差动继电器动作、比相式继电器不动作，由于TA饱和必然产生二次或三次谐波，经谐波检测后保护可靠闭锁；

④若先发生区外故障且TA暂态饱和，随后又发生区内故障，则常规比率差动继电器可能一直动作，而比相式继电器仅在发生区内故障后动作，可有效保证比率差动保护动作的正确性。

⑤若常规比率差动继电器动作，但比相式继电器不动作，若经谐波检测后未判断为TA饱和，则考虑为重载时的高阻接地状态，经过2周延时后动作。

根据上面的描述可以知道，根据基于“综合比相法”的比相式继电器的判断结果，对比率差动继电器的逻辑进行重新组合，可有效抵御TA饱和对差动保护的影响，大大提高了差动保护的可靠性。

Claims (5)

1、本发明的技术方案是：一种差动保护抗TA饱和的方法，包括数据采集、数据处理和逻辑判断步骤，其中，

数据采集包括以下步骤：

①实时采集差动回路中的本侧电流

数据处理包括以下步骤：

①将本侧电流 (A、B、C三相)的向量及相关逻辑信息传送到对侧保护装置，每周波传输16点；

②采用基于数据通道的采样时刻调整法实现两侧保护装置的采样数据同步；逻辑判断包括以下步骤：

①在差动回路中采用比相式继电器和比率差动继电器；

②以差动回路两侧电流

的夹角关系，作为方向元件动作条件；

③根据方向元件动作状况判断比相式继电器是否动作；

④若比相式继电器动作则判定为区内故障；

⑤若比相式继电器和比率差动条件同时动作，则差动保护瞬时动作出口；

⑥比相式继电器在差动保护启动后连续判断，差动保护任务整组复归后复归。

2、根据权利要求1所述的一种差动保护抗TA饱和的方法，其特征是，所述逻辑判断步骤中，方向元件动作条件为

3、根据权利要求1和2所述的一种差动保护抗TA饱和的方法，其特征是，所述逻辑判断步骤中，判断比相式继电器动作的条件是：如果在差动保护启动的30ms内有时刻方向元件动作，则认为比相式继电器动作，否则，方向元件连续动作20ms，则认为比相式继电器动作。

4、根据权利要求1和2所述的一种差动保护抗TA饱和的方法，其特征是，所述比率差动保护逻辑包括：

①常规比率差动继电器、比相式继电器的初始化；

②差动继电器启动条件判断：为保证保护可靠启动，相电流突变量启动元件、自产零序电流辅助启动元件、低电压启动元件和利用TWJ的辅助启动元件任何一个满足条件，则保护启动；

③分相比率差动逻辑判断包括：A、B、C三相分相判断，每相综合判断比相式继电器和比率差动条件动作状况，三相逻辑完全相同；

④差动继电器整组复归判断。

5、根据权利要求4所述的一种差动保护抗TA饱和的方法，其特征是，所述差动保护逻辑中分相比率差动保护逻辑包括：

①若直接发生区内故障，则常规比率差动继电器、比相式继电器都动作，保护快速出口；

②若发生区外故障，TA没有饱和，则常规比率差动继电器、比相式继电器都不动作，保护可靠闭锁；

③若发生区外故障，TA发生暂态或稳态饱和，则常规比率差动继电器动作、比相式继电器不动作，由于TA饱和必然产生二次或三次谐波，经谐波检测后保护可靠闭锁；

④若先发生区外故障且TA暂态饱和，随后又发生区内故障，则常规比率差动继电器可能一直动作，而比相式继电器仅在发生区内故障后动作，可有效保证比率差动保护动作的正确性。

⑤若常规比率差动继电器动作，但比相式继电器不动作，若经谐波检测后未判断为TA饱和，则考虑为重载时的高阻接地状态，经过2周延时后动作。

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