CN101340078A - 对于或关于电流差动保护继电器的改进 - Google Patents

Abstract

在电流差动保护继电器领域中，需要对于或关于保护继电器的改进，以使得它们能够适应电流互感器饱和，同时保持期望的可靠度。一种在故障之后，操作被电气耦合到电力系统的保护区域的电流差动保护继电器(10、26)的方法，包括下列步骤：通过辨别所述保护区域内的内部故障和所述保护区域外的外部故障来确定故障状况；以及根据所述故障状况的类型，修改所述保护继电器(10、26)的灵敏度。一种电流差动保护继电器(10、26)，包括：故障鉴别器模块(20)，用于通过辨别电力系统中保护区域内的内部故障和所述保护区域外的外部故障来确定故障状况；以及灵敏度修改模块(22)，用来根据所述故障状况的类型，修改所述保护继电器的灵敏度。

Description

对于或关于电流差动保护继电器的改进

技术领域

本发明具体地、但不排它地涉及一种电气耦合到电力系统的保护区域的电流差动保护继电器的操作方法、耦合有电流差动保护继电器的不同电力系统的保护区域的保护方法、以及一种电流差动保护继电器。

背景技术

保护区域可以包括具有两个末端的传输线，或者例如，一个或多个互感器、母线、或电动机。

上文所述的电气元件是电力传输系统的重要部件，并且可以使用线路电流差动保护继电器对其进行保护，每个所述电流差动保护继电器经由电流互感器电气耦合到所述电气元件。一旦检测到故障，给定的保护继电器就跳闸以便隔离保护区域内的所述电气元件。

由电流互感器产生的误差以及所述电流互感器的饱和可能导致电气耦合到其上的保护继电器谬误跳闸。这是不希望的，因为这将切断电力供应，并因此降低了电力系统的安全性。

一种试图解决当电流互感器变得饱和时发生的问题的方法，包括降低相关的电流差动保护继电器检测电流互感器的饱和的灵敏度，从而减少所述保护继电器谬误跳闸的可能性。

然而，该方法的一个缺点是，降低保护继电器的灵敏度也降低了保护继电器检测需要隔离保护区域的故障的能力，从而降低了保护继电器的可靠性。

因此，需要一种操作电流差动保护继电器的改进方法，该方法能够适应电流互感器的误差和饱和，同时保持期望的可靠度。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种发生故障后操作电流差动保护继电器的方法，所述保护继电器被电气耦合到电力系统的保护区域，所述方法包括如下步骤：

通过区分所述保护区域内的内部故障和所述保护区域外的外部故障来确定故障状况；以及

根据所述故障状况的类型，修改所述保护继电器的灵敏度。

根据所述故障状况的类型修改所述保护继电器的灵敏度，使得保护继电器能够适应所述故障状况，从而保持保护继电器识别需要隔离，即需要保护继电器跳闸的故障的能力，同时降低了谬误跳闸的可能性。因此，该保护继电器能够适应电流互感器的误差和不容忽视的电流互感器饱和，同时保持期望的可靠度。

优选地，本发明的第一方法还包括在从属权利要求2到6中所限定的步骤。

根据本发明的第二方面，提供了一种保护电力系统的保护区域的方法，所述电力系统具有至少一个与其电气耦合的电流差动保护继电器，所述方法包括根据权利要求1到16中的任一项所述的操作所述或每一保护继电器的步骤。

根据本发明的第三方面，提供了一种保护三相电力系统的保护区域的方法，一组位于所述保护区域的一端处的三个本地电流互感器以及第二组位于所述保护区域另一端处的三个远程电流互感器限定了所述保护区域，各个电流互感器电气耦合到所述电力系统的一相，并且在其上电气耦合有电流差动保护继电器，所述方法包括根据权利要求1到16中的任一项所述的操作各个保护继电器的步骤。

优选地，本发明的第三方法还包括在从属权利要求19到24中所限定的步骤。

附图说明

下面将通过参照附图，以非限定性实例的方式，对本发明的优选实施例进行简要描述，在所述附图中：

图1示出了部分三相电力系统的示意图，所述电力系统包括根据本发明实施例的电流差动保护继电器；

图2示出了图1中所示的一个保护继电器在不同故障状况下的偏置差动电流平面；

图3示出了在第一故障状况期间的输入信号、以及位于图1中所示的电力系统的保护区域的任何一端的给定相的两个保护继电器的相量(phasor)估计模块的输出；

图4示出了第一故障状况期间的图3中所涉及的所述保护继电器的最终指数值以及偏置差动特性斜面的修正部分的曲线图；

图5示出了第一故障状况期间的图3中所涉及的所述保护继电器的其它模块的输出；

图6示出了第一故障状况期间的图3中所涉及的所述保护继电器中的一个的偏置特性斜面；

图7(a)和图7(b)示出了第二故障状况期间的图1中所示的保护继电器中的一个的偏置特性斜面；

图8(a)和图8(b)示出了第三故障状况期间的图1中所示的保护继电器中的一个的偏置特性斜面；以及

图9示出了第四故障状况期间的图1中所示的保护继电器中的一个的偏置特性斜面。

具体实施方式

图1示出了三相电力系统中的保护区域8的示意图。

保护区域8由如下两组电流互感器限定：第一组的位于保护区域8的一端处的三个各自对应一相的本地电流互感器(在图1中仅示出了一个本地电流互感器25)；以及第二组的位于保护区域8的另一端处的三个各自对应一相的远程电流互感器(图1中仅示出了一个本地电流互感器27)。

每个本地电流互感器25电气耦合到保护继电器(在图1中仅示意性地示出一个保护继电器10)，并且每个远程电流互感器27电气耦合到其它保护继电器(在图1中仅示出一个其它保护继电器26)。保护继电器10、26各自具有与图1中所示的保护继电器10相同的配置。

在实践中，对应保护区域的给定端处的三相的三个保护继电器10、26可以被组合到单个继电器模块中(未示出)，其具有与分立保护继电器以相同方式工作的三个单独的“继电器相”。然而，为清楚起见，在后文中将对应每一相的保护继电器视为分立元件。

如图1中所示意性示出的，每个保护继电器10包括传统信号调节模块12、数字化模块14、相量估计模块16、以及偏置特性模块18。

此外，每个保护继电器10包括故障鉴别器模块20、灵敏度修改模块22、以及指数生成模块24。

在应用中，每个故障鉴别器模块20通过区分保护区域内的内部故障和保护区域外的外部故障来确定故障状况。

确定故障状况包括对图2中所示的偏置差动电流平面中相应的保护继电器10的操作特性随时间的变化进行评估。

在图2中能够看出，在偏置差动电流平面中，保护继电器的操作特性的曲线，即在偏置差动电流平面中保护继电器的操作点随时间变化的方式，对于内部和外部故障是不同的。

使用离散傅立叶变换(DFT)滤波器来解析出所述操作特性的相量的具体信息，并且优选地，对于该相量估计采用单周期DFT滤波器。如果电流互感器没有饱和，则从加载点到故障点，这种滤波器对操作特性提供四个采样点，如在内部故障曲线A和外部故障曲线B中所示的。如果所述电流互感器饱和了，则当所估计的相量由于故障波形的后续周期中的不同的饱和水平而变化时，所述操作特性将继续变化，如在内部故障曲线C和外部故障曲线D中所示。

DFT滤波器的优选采样频率为每周期48个样本，尽管在本发明的其它实施例中可以使用不同的采样频率。此外，在所描述的实施例中，耦合到本地电流互感器25的保护继电器10与耦合到远程电流互感器27的其它保护继电器26以每周期4次的频率相互通信。然而，在其它实施例中，保护继电器10、26可以以不同的频率相互通信。

对保护继电器10的操作特性随时间的变化进行评估，以便确定故障状况，该步骤还包括根据下式确定保护继电器10的偏置电流的第一变化：

ΔI_BIAS，P(n)＝|I_BIAS，P(n)-I_BIAS，P(n-1)|

其中，I_BIAS是该相位的偏置电流，

      P是相位指数(A、B或C)，以及

n是在4次/周期的频率下的保护计算周期的指数(n＝1，2，......)

根据下式确定保护继电器的差动电流的第一变化：

ΔI_DIFF，P(n)＝I_DIFF，P(n)-I_DIFF，P(n-1)

其中，I_DIFF是该相位的差动电流，

根据下式确定偏置电流的第二变化和差动电流的第二变化：

Δ2I_BIAS，P(n)＝|I_BIAS，P(n)-I_BIAS，P(n-2)|

Δ2I_DIFF，P(n)＝I_DIFF，P(n)-I_DIFF，P(n-2)

并根据下式计算差动电流的第一变化与偏置电流的第一变化的第一比值：

${\mathrm{DeltaRatio}}_P\left(n\right)=\frac{{\mathrm{\ΔI}}_{\mathrm{DIFF},P}\left(n\right)}{{\mathrm{\ΔI}}_{\mathrm{BIAS},P}\left(n\right)}$

根据下式计算差动电流的第二变化与偏置电流的第二变化的第二比值：

$2{\mathrm{DeltaRatio}}_P\left(n\right)=\frac{{\mathrm{\Δ}2I}_{\mathrm{DIFF},P}\left(n\right)}{{\mathrm{\Δ}2I}_{\mathrm{BIAS},P}\left(n\right)}$

当第一比值大于或等于第一阈值时或者第二比值大于或等于第二阈值时，故障鉴别器模块20确定是内部故障状况，所述第一阈值优选为1，所述第二阈值优选为0.8。

当第一比值小于第三阈值并且在上述计算周期过程中未确定是内部故障状况时，故障鉴别器模块20确定是外部故障状况，所述第三阈值优选为0.6。

优选地，根据电力系统的特性，预先确定所述第一阈值、第二阈值、第三阈值，所述特性包括多种因素，例如运行条件以及电流互感器的容量。采样频率(在所描述的实施例中为每周期48个样本)，以及保护继电器10、26相互通信的频率(在所描述的实施例中为每周期4次)也会影响所期望的第一阈值、第二阈值、第三阈值的高低。

在所描述的实施例中，确定故障状况还包括验证步骤，其中如果偏置电流的第一变化大于第一设计阈值，或差动电流的第一变化大于第二设计阈值，则仅确定是内部或外部故障状况。需要这样的验证步骤，因为该步骤在正常负载变化过程中避免了保护继电器10操作，即保护继电器10跳闸，从而有助于保持电力系统的安全性。

优选地，根据下式确定所述第一设计阈值：

$\frac{A\×\mathrm{fs}}{\mathrm{fc}}$

其中，

A是I_n(保护继电器电气耦合到的电流互感器的次级额定电流)的0.01倍，

f_s是采样频率(在所描述的实施例中为每周期48个样本)，以及

f_c是保护继电器相互通信的频率(在所描述的实施例中为每周期4次)

同时，根据下式确定所述第二设计阈值：

$\frac{B\×\mathrm{fs}}{\mathrm{fc}}$

其中，

B是I_n(保护继电器电气耦合到的电流互感器的次级额定电流)的0.004倍。

在本发明的其它实施例中，第一和第二设计阈值可以与上述第一和第二设计阈值不同。

在所描述的实施例中，确定故障状况还包括确认步骤，其中当在两个连续的计算周期中，所述第一比值大于或等于所述第一阈值或者所述第二比值大于或等于所述第二阈值，并且偏置电流的第一变化大于第一设计阈值或者差动电流的第一变化大于第二设计阈值时，仅确定是内部故障状况。

确定故障状况还包括根据后面的预定延迟，重新确定故障状况。

在故障鉴别器模块20确定是内部故障状况的情况下，如果例如“未决”状态，即内部故障状况和外部故障状况都没有确定且连续存在100ms，则故障鉴别器模块20可以重新设置故障状况。

如果所述未决状态连续存在100ms，在确定是外部故障状况的情况下，故障鉴别器模块20也可以重新设置故障状况。

在确定是内部故障状况的情况下，如果连续确定是外部故障状况达60ms，则故障鉴别器模块20可以将故障状况改变为外部故障状况。

如果连续确定是内部故障状况达40ms，则故障鉴别器20还可以将外部故障状况改变为内部故障状况。

在本发明的其它实施例中，所述延迟周期可以不同于上文提出那些。

在预定延迟之后包括重新确定故障状况的步骤，使得保护继电器能够快速响应故障状况的变化，以便在需要跳闸动作的后续故障事件中正确地跳闸。

在确定故障状况之后，灵敏度修改模块22根据故障状况的类型，修改保护继电器10、26的灵敏度。

修改保护继电器10、26的灵敏度包括：在确定是内部故障状况之后增加所述灵敏度，以及在确定是外部故障状况之后减小所述灵敏度。

增加保护继电器10、26的灵敏度包括：减小保护继电器10、26的偏置特性斜面28的倾斜角度，例如图6所示。

减小保护继电器10、26的灵敏度包括：增大保护继电器10、26的偏置特性斜面28的倾斜角度，例如图7(a)所示。

在内部故障状况的情况下，尤其是在电流互感器饱和的情况下，可以减小保护继电器10、26所采样的信号的幅值，该幅值通常会使得保护继电器10、26难于确定是否需要跳闸，即是否需要隔离所述电流互感器。如上所述，增加保护继电器10、26的灵敏度有助于克服该问题。

反之，在外部故障状况的情况下，不希望保护继电器10、26跳闸，因为这将切断对保护区域的供电。因此，减小保护继电器10、26的灵敏度，以便降低错误跳闸的可能性。

在确定是内部故障状况及后续修改保护继电器10、26的灵敏度之后，所描述的本发明的方法还包括：如果保护继电器10、26进入位于偏置特性斜面28之上的触发区域30，则使保护继电器10、26跳闸。

或者，在确定是外部故障状况及后续修改保护继电器10、26的灵敏度之后，所描述的本发明的方法还包括：禁止确定是外部故障状况的保护继电器10、26跳闸。

所描述的方法还包括以下步骤：根据指数值的模(magnitude)，改变修改保护继电器10、26的灵敏度的程度。

根据保护继电器10、26所采样的输入电流信号偏离预定波形的程度，来生成所述指数值。

更具体地，生成指数值包括以下步骤：根据下式使用(例如)完整周期DFT滤波器来确定电流信号的相量模：

$I_{\mathrm{MAG},P}\left(m\right)=|\frac{1}{24}\underset{k=0}{\overset{47}{\mathrm{\Σ}}}{I}_P(m-k)\×e^{-j\frac{2\mathrm{\πk}}{48}}|$

其中，

I_P是相位电流样本，以及

M是在48个样本/周期的频率下的样本的指数(m＝1，2，..)

根据下式确定电流信号的RMS值：

$I_{\mathrm{RMSP}}\left(m\right)=\sqrt{\frac{\underset{k=0}{\overset{47}{\mathrm{\Σ}}}{I}_P^2(m-k)}{24}}$

以及根据下式计算指数值Q_p(m)：

$Q_P\left(m\right)=\frac{I_{\mathrm{RMS},P}\left(m\right)-I_{\mathrm{MAG},P}\left(m\right)}{I_{\mathrm{RMS},P}\left(m\right)}$

仅当相量模大于第三设计阈值时，生成所述指数值，其中所述第三设计阈值优选为0.01I_n。这样可以避免对于采样设备难于处理的较小电流而言指数值过大的问题。

对应的保护继电器10、26对每一相位计算指数值，并将其与所述相量模和相位角一起传送到其它保护继电器10、26。

在上文所描述的电力系统(即包括本地和远程电流互感器25、27以及相关联的保护继电器10、26)中，在确定是外部故障状况之后，使每一保护继电器10、26的偏置特性斜面28的每个部分K1、K2的倾斜角增大一个公因子。

根据下式，通过将给定相的保护继电器10以及另一保护继电器26的指数值的模相加，并取所述三对保护继电器10、26的相加值的最大值来确定所述公因子：

F(n)＝max[|Q_A1(n)|+|Q_A2(n)|，|Q_B1(n)|+|Q_B2(n)|，|Q_C1(n)|+|Q_C2(n)|]

K1_A(n)＝K1_B(n)＝K1_C(n)＝K1+F(n)

K2_A(n)＝K2_B(n)＝K2_C(n)＝K2+F(n)

在确定是内部故障状况之后，使给定相位的各对保护继电器10、26的偏置特性斜面28的每个部分K1、K2的倾斜角减小一个因子，所述因子等于根据下式的该对保护继电器10、26的指数值的模的和：

F_P(n)＝|Q_P1(n)|+|Q_P2(n)|

K1_P(n)＝max[K1-F_P(n)，0]

K2_P(n)＝max[K2-F_P(n)，0]

此外，对于每一对给定相位的保护继电器10、26的偏置特性斜面的两个部分K1、K2的倾斜角，采用下限0。这样可以避免具有负偏置特性斜面。

下面在不同故障状况的情况下解释所描述的方法的操作，其中电流互感器饱和，并且也包括其中无饱和的电流互感器的情况。

因为给定的保护继电器10、26的偏置特性斜面28的倾斜角随时间变化，所以必须在三维曲线中、利用时间作为第三坐标轴来表示偏置差动电流平面中的保护继电器10、26的操作点。

现在将参照图3到图6描述第一故障状况，该第一故障状况涉及保护区域8内的无电流互感器饱和的情况下的故障。

图3中示出了输入信号以及来自保护继电器10和保护继电器26中的相量估计模块16的输出的估计相量，其中所述保护继电器10电气耦合到用于一相的本地电流互感器25，所述保护继电器26电气耦合到用于相同相的远程电流互感器27。为清楚起见，仅示出了一相(“A”相)，因为输入信号以及其它的相B和相C的输出对于涉及它们的故障的情况是相同的。

各个本地和远程电流互感器25、27的容量都足够大，即足以避免饱和。

图4示出了指数值以及已修改的偏置特性斜面28的部分K1、K2的曲线。所示出的指数值是A相中的所述一对保护继电器10、26的指数值的和，并且被用来修改斜面部分K1、K2的倾斜角。因为在所述故障之后电流信号具有很高的DC偏移，所计算出的指数值达到接近1的最大值，然后随着电流信号中的DC分量的衰减，所述指数值随时间减小。

因为故障鉴别器模块20确定是内部故障状况，所以使斜面部分K1、K2的倾斜角减小所述指数值。然而，所减小的部分K1的斜率是负的，所以将其限制到零。

图5示出了故障鉴别器模块20的输出、偏置差动比较器、以及最终跳闸输出，所述偏置差动比较器确定保护继电器10、26的操作特性是否进入偏置特性斜面28之上的触发区域30。如图所示，故障鉴别器模块20在故障发生的半个周期内确定是内部故障状况，并在故障发生的四分之三个周期内产生最终跳闸。

图6示出了偏置特性斜面28和保护继电器10、26的操作特性。在故障发生后，偏置特性斜面28的两个部分的倾斜角减小一个基于所述指数值的量。

当操作特性进入偏置特性斜面28之上的触发区域30时，保护继电器10、26跳闸。

现在将通过参照图7(a)和图7(b)来描述第二故障状况，其涉及保护区域8外的无电流互感器饱和的情况下的故障。

图7(a)和图7(b)示出了偏置特性斜面28以及保护继电器10、26的操作特性。故障鉴别器模块20确定是外部故障状况，因此在故障发生之后，根据指数值增加偏置特性斜面28的各个部分的倾斜角。保护继电器10、26的操作特性保持在偏置特性斜面28的表面下方，因此保护继电器10、26不会跳闸。

现在将通过参照图8(a)和图8(b)来描述第三故障状况，其涉及保护区域8外的电流互感器饱和的情况下的故障。

图8(a)和图8(b)示出，在确定是外部故障状况之后，通过增加偏置特性斜面28的各个部分的倾斜角，来减小保护继电器10、26的灵敏度。保护继电器10、26的操作特性保持在偏置特性斜面的表面下方，因此保护继电器10、26不会跳闸。

从图8(b)中可以看出，由电流互感器饱和导致的失真使得操作特性移向触发区域30。然而，因为偏置特性斜面28的各个部分的倾斜角增大，所以操作特性保持在斜面28下方，从而确保不发生跳闸。

现在将参照图9描述第四故障状况，其涉及保护区域8内的电流互感器饱和的情况下的故障。

图9示出偏置特性斜面28以及保护继电器10、26的操作特性。故障鉴别器模块20确定是内部故障状况，因此通过根据指数值减小偏置特性斜面28的各个部分的倾斜角来增加保护继电器的灵敏度。保护继电器10、26的操作特性进入触发区域30，从而发生跳闸。

Claims (26)

1、一种用于在故障后操作电流差动保护继电器的方法，所述保护继电器电气耦合到电力系统的保护区域，所述方法包括下列步骤：

通过辨别所述保护区域内的内部故障和所述保护区域外的外部故障来确定故障状况；以及

根据所述故障状况的类型，修改所述保护继电器的灵敏度，包括：在确定是内部故障状况之后增大所述灵敏度，以及在确定是外部故障状况之后减小所述灵敏度。

2、根据权利要求1所述的操作电流差动保护继电器的方法，其中确定故障状况的步骤包括：评估在偏置差动电流平面中所述保护继电器的操作特性随时间的变化。

3、根据权利要求1或权利要求2所述的操作电流差动保护继电器的方法，其中，确定故障状况的步骤还包括：

确定所述保护继电器的偏置电流的第一变化和第二变化；

确定所述保护继电器的差动电流的第一变化和第二变化；

计算差动电流的所述第一变化与偏置电流的所述第一变化的第一比值；

计算差动电流的所述第二变化与偏置电流的所述第二变化的第二比值；

当所述第一比值大于或等于第一阈值时，或者当所述第二比值大于或等于第二阈值时，确定是内部故障状况；以及

当所述第一比值小于第三阈值并且在之前的计算周期中未确定是内部故障状况时，确定是外部故障状况。

4、根据权利要求3所述的操作电流差动保护继电器的方法，还包括：根据所述电力系统中的状况和所述电力系统的物理容量，预先确定所述第一阈值、第二阈值和第三阈值。

5、根据权利要求3所述的操作电流差动保护继电器的方法，包括以下步骤：根据对偏置电流和差动电流进行采样的频率，改变所述第一阈值、第二阈值和第三阈值。

6、根据权利要求3到5中的任一项所述的操作电流差动保护继电器的方法，还包括验证步骤，其中仅当偏置电流的所述第一变化大于第一设计阈值，或差动电流的所述第一变化大于第二设计阈值时，才产生确定内部故障状况和确定外部故障状况的操作。

7、根据权利要求6所述的操作电流差动保护继电器的方法，还包括确认步骤，其中，仅当对于两个连续的计算周期，所述第一比值大于或等于所述第一阈值或所述第二比值大于或等于所述第二阈值，并且偏置电流的所述第一变化大于第一设计阈值或差动电流的所述第一变化大于第二设计阈值时，才进行确定内部故障状况的步骤。

8、根据任一前述权利要求所述的操作电流差动保护继电器的方法，其中确定故障状况的步骤包括：在预定的延迟之后，重新确定故障状况。

9、根据任一前述权利要求所述的操作电流差动保护继电器的方法，其中，增大所述保护继电器的所述灵敏度的步骤包括减小所述保护继电器的偏置特性斜面的所述倾斜角，而减小所述保护继电器的所述灵敏度的步骤包括增大所述保护继电器的所述偏置特性斜面的所述倾斜角。

10、根据权利要求9所述的操作电流差动保护继电器的方法，还包括：如果所述保护继电器的操作特性进入了所述偏置差动电流平面的触发区域，则在确定是内部故障状况之后，使所述保护继电器跳闸，所述触发区域位于所述偏置特性斜面之上。

11、根据任一前述权利要求所述的操作电流差动保护继电器的方法，还包括：在确定是外部故障状况之后，禁止所述保护继电器跳闸。

12、根据任一前述权利要求所述的操作电流差动保护继电器的方法，还包括：根据指数值的模，对所述保护继电器的所述灵敏度被修改的程度进行改变。

13、根据权利要求12所述的操作电流差动保护继电器的方法，包括：根据采样获得的保护继电器的输入电流信号偏离预定波形的程度，生成所述指数值。

14、根据权利要求13所述的操作电流差动保护继电器的方法，其中，生成所述指数值包括下列步骤：

确定所述电流信号的相量模；

确定所述电流信号的RMS值；以及

计算所述RMS值减去所述相量模的差与所述RMS值的比值。

15、根据权利要求14所述的操作电流差动保护继电器的方法，其中，仅当所述相量模大于第三设计阈值时，才进行生成所述指数值的步骤。

16、一种保护电力系统的保护区域的方法，所述电力系统与至少一个电流差动保护继电器电气耦合，该方法包括以下步骤：根据权利要求1到15中的任一项所述的步骤，来操作各个所述保护继电器。

17、一种保护三相电力系统的保护区域的方法，所述保护区域如下限定：一组位于所述保护区域的一端处的三个本地电流互感器，以及第二组位于所述保护区域的另一端处的三个远程电流互感器，每个电流互感器都电气耦合到所述电力系统的一相并且其上都电气耦合有电流差动保护继电器，所述方法包括以下步骤：根据权利要求1到15中的任一项所述的步骤，来操作各个保护继电器。

18、根据权利要求17所述的保护三相电力系统的保护区域的方法，其中，根据下式来确定第一设计阈值和第二设计阈值：

$\frac{A\×\mathrm{fs}}{\mathrm{fc}}$

其中A是给定保护继电器电气耦合的电流互感器的次级额定电流的倍数，fs是对所述保护继电器的偏置电流和差动电流进行采样的频率，fc是所述保护继电器相互通信的频率。

19、根据权利要求17或权利要求18所述的保护三相电力系统的保护区域的方法，还包括：在确定是外部故障状况之后，使各个保护继电器的偏置特性斜面的所述倾斜角增大一个公因子。

20、根据权利要求19所述的保护三相电力系统的保护区域的方法，包括通过以下步骤确定所述公因子：将给定相的各对保护继电器的所述指数值的模相加，并取所述三对保护继电器的相加值的最大值。

21、根据权利要求17或18所述的保护三相电力系统的保护区域的方法，还包括：在确定是内部故障状况之后，将给定相的各对保护继电器的偏置特性斜面的所述倾斜角减小一个因子，所述因子等于该对保护继电器的所述指数值的模的和。

22、根据权利要求21所述的保护三相电力系统的保护区域的方法，还包括以下步骤：对给定相的各对保护继电器的偏置特性斜面的所述倾斜角采用下限0。

23、一种电流差动保护继电器，包括：

故障鉴别器模块，其用于通过辨别电力系统的保护区域内的内部故障和所述保护区域外的外部故障来确定故障状况；以及

灵敏度修改模块，其用于根据所述故障状况的类型，修改所述保护继电器的灵敏度，修改所述灵敏度包括：在确定是内部故障状况之后，增大所述灵敏度，以及在确定是外部故障状况之后，减小所述灵敏度。

24、一种通常如本文中通过参照附图所描述的和/或如在附图中所示出的操作电流差动保护继电器的方法。

25、一种通常如本文中通过参照附图所描述的和/或如在附图中所示出的保护电力系统的保护区域的方法。

26、一种通常如本文中通过参照附图所描述的和/或如在附图中所示出的保护三相电力系统的保护区域的方法。

Images