CN102222876A - 基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法和系统，本发明实施例分侧进行TA断线判别，以计算得出的不平衡电流作为TA断线状态判定触发量，当有电流出现负突变且对应相选取的参考点满足TA断线条件时，以及，所述差动电流满足差动条件时进行闭锁保护，即利用全波傅式算法进行差动电流计算结束前即进行TA断线的判定，减少了差动保护时间；通过分侧判别TA断线、计算负突变量及不平衡电流与参考点比较判别，多参考参数的判断形态提高了差动保护的准确性。

Description

基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法和系统

技术领域

本发明涉及继电保护技术领域，更具体地说，涉及一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法和系统。

背景技术

保护用电流互感器TA是与机电装置配合，在线路发生短路、过载等故障时向继电装置提供警报切断故障电路，以保护供电系统的安全。

现有的TA断线闭锁差动保护是有时延的断线闭锁机制，即，延时瞬时TA断线闭锁的情况下，差动元件启动后再进入瞬时TA断线判别程序，防止了瞬时TA断线的误闭锁。判定TA断线后，发出告警信号并可选择闭锁或不闭锁完成差动保护。

然而现有的该种TA断线闭锁差动保护方式，是在差动元件启动后再进行TA断线判别将延迟差动保护动作的时间；同时，在大电流运行情况下的多侧差动保护中，电流叠加产生的不平衡差动电流将会出现TA断线误判率升高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法和系统，以实现缩短差动保护时间和降低误动率。

一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法，对电流互感器的分侧分相进行：包括：

根据电流采样值进行不平衡电流计算和经全波傅式进行差动电流计算；

判断所述不平衡电流是否高于参考值，当高于所述参考值时启动TA断线状态判定；

判断采样的电流是否发生负突变，并在发生负突变的对应相中选取参考点判断TA断线状态；

判断所述差动电流是否满足动作条件指示差动元件动作，并根据TA断线进行闭锁保护。

选定参考值，所述参考值设定为两周期前的相电流通过全波傅式算法得出电流值的20％。

当参考点满足TA断线条件时，生成TA断线标识，当全波傅式算法差动电流满足差动条件，差动元件动作并闭锁；

当参考点不满足TA断线条件时，当全波傅式算法差动电流满足差动条件，差动元件动作。

本发明还提供了与所述方法对应的一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护系统，包括：

不平衡电流和全波傅式计算单元，用于根据电流采样值进行不平衡电流计算和经全波傅式进行差动电流计算；

TA断线启动单元，用于判断所述不平衡电流是否高于参考值，当高于所述参考值时启动TA断线状态判定；

TA断线状态判决单元，用于判断采样的电流是否发生负突变，并在发生负突变的对应相中选取参考点判断TA断线状态；

保护动作指示单元，用于判断差动电流是否满足动作条件指示差动元件动作，并根据TA断线进行闭锁保护。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例分侧进行TA断线判别，以计算得出的不平衡电流作为TA断线状态判定触发量，当有电流出现负突变且对应相选取的参考点满足TA断线条件时，以及，所述差动电流满足差动条件时进行闭锁保护，即利用全波傅式算法进行差动电流计算结束前即进行TA断线的判定，减少了差动保护时间；通过分侧判别TA断线、计算负突变量及不平衡电流与参考点判别，提高了差动保护的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法流程图；

图2为本发明又一实施例公开的一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法流程图；

图3为本发明实施例公开的一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法和系统，以实现缩短差动保护时间和降低误动率。

图1示出了一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法，包括：

步骤11：根据电流采样值进行不平衡电流计算和经全波傅式对差动电流进行计算；

计算不平衡电流具体为：

$i_0^{\left(k\right)}=i_a^{\left(k\right)}+i_b^{\left(k\right)}+i_c^{\left(k\right)}{i}_0^{\left(k\right)},$ 其中：

A相电流当前采样值，B电流当前采样值，

C相电流当前采样值，k为当前采样点，N为采样总次数。

步骤12：判断所述不平衡电流是否高于参考值，当高于所述参考值时，则进行步骤13；否则执行步骤15；

步骤13：判断采样的电流是否发生负突变，若某相发生负突变，则选取参考点判断TA断线状态，进行步骤14，否则执行步骤15；

求取负突变量具体为：

$\mathrm{\Δ}{i}_a^{\left(k\right)}=i_a^{\left(k\right)}-{2i}_a^{(k-N)}+i_a^{(k-2N)}$

$\mathrm{\Δ}{i}_b^{\left(k\right)}=i_b^{\left(k\right)}-2i_b^{(k-N)}+i_b^{(k-2N)}$

$\mathrm{\Δ}{i}_c^{\left(k\right)}=i_c^{\left(k\right)}-{2i}_c^{(k-N)}+i_c^{(k-2N)}$

其中：

为A相电流15当前采样值，

为A相电流一周前采样值，

为A相电流两周前采样值，k为当前采样点，N为采样总次数；

步骤14：当参考点满足TA断线条件时，判定TA断线，生成TA断线标识；

选定参考值，所述参考值设定为两周期前的相电流通过全波傅式算法得出电流值的20％。

步骤15：判断所述差动电流是否符合动作条件，若符合，当TA断线时进行步骤16，在TA未发生断线时，进行步骤17，若不符合，则进行步骤18；

步骤16：差动元件动作并闭锁保护；

步骤17：差动元件动作；

步骤18：结束保护进程。

需要说明的是：上述实施步骤是对电流互感器各侧分别进行的，根据实际对一次侧，二次侧以上各侧进行TA断线判定和差动保护。

需要特别明确的是：在参与差动计算的任一侧差动启动元件动作后将停止TA断线判别。

图2示出了又一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法，包括：

步骤21：初始化断线闭锁差动保护进程；

步骤22：采集目标周期的三相电流；

步骤23：根据电流采样值进行不平衡电流计算和经全波傅式对差动电流进行计算；

步骤24：判断所述不平衡电流是否高于参考值，当高于所述参考值时，则进行步骤25；否则执行步骤27；

步骤25：判断采样的电流是否发生负突变，若某相发生负突变，则选取参考点判断TA断线状态，进行步骤26，否则进行步骤27；

步骤26：当参考点满足TA断线条件时，判定TA断线，生成TA断线标识；

步骤27：判断所述差动电流是否符合动作条件，若符合，在TA断线时进行步骤28，在TA未发生断线时，进行步骤29；否则执行步骤30；

步骤28：差动元件动作并闭锁保护；

步骤29：差动元件动作；

步骤30：结束保护进程。

图3示出一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护系统，包括：

不平衡电流和全波傅式计算单元31，用于根据电流采样值进行不平衡电流计算和经全波傅式进行差动电流计算；

TA断线启动单元，用于判断所述不平衡电流是否高于参考值，当高于所述参考值时启动TA断线状态判定；

TA断线状态判决单元，用于判断采样的电流是否发生负突变，并在发生负突变的对应相中选取参考点判断TA断线状态；

保护动作指示单元34，用于判断差动电流是否满足动作条件指示差动元件动作，并根据TA断线进行闭锁保护。

图中还示出了电流采样单元35，用于采集目标周期的三相电流；

以及，初始化单元36，用于初始化断线闭锁差动保护进程。

对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

综上所述：

本发明的实施例分侧进行TA断线判别，以计算得出的不平衡电流作为TA断线状态判定触发量，当有电流出现负突变且对应相选取的参考点满足TA断线条件时，以及，所述差动电流满足差动条件时进行闭锁保护，克服了现有技术中，差动保护在TA断线判别后进行而造成时延以及，多侧差动保护误动率高的缺陷，利用全波傅式算法进行差动电流计算结束前即进行TA断线的判定，减少了差动保护时间；通过分侧判别TA断线、计算负突变量及不平衡电流与参考点判别，提高了差动保护的准确性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护方法，其特征在于，对电流互感器分侧分相进行：包括：

根据电流采样值进行不平衡电流计算和经全波傅式进行差动电流计算；

判断所述不平衡电流是否高于参考值，当高于所述参考值时启动TA断线状态判定；

判断采样的电流是否发生负突变，并在发生负突变的对应相中选取参考点判断TA断线状态；

判断所述差动电流是否满足动作条件指示差动元件动作，并根据TA断线进行闭锁保护。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据电流采样值计算不平衡电流具体为：

$i_0^{\left(k\right)}=i_a^{\left(k\right)}+i_b^{\left(k\right)}+i_c^{\left(k\right)},$ 其中：

A相电流当前采样值，

B相电流当前采样值，

C相电流当前采样值，k为当前采样点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，求取负突变量具体为：

$\mathrm{\Δ}{i}_a^{\left(k\right)}=i_a^{\left(k\right)}-{2i}_a^{(k-N)}+i_a^{(k-2N)};$

$\mathrm{\Δ}{i}_b^{\left(k\right)}=i_b^{\left(k\right)}-2i_b^{(k-N)}+i_b^{(k-2N)};$

$\mathrm{\Δ}{i}_c^{\left(k\right)}=i_c^{\left(k\right)}-{2i}_c^{(k-N)}+i_c^{(k-2N)};$

其中：为A相电流当前采样值，

为A相电流一周前采样值，为A相电流两周前采样值，k为当前采样点，N为采样总次数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：采集目标周期的三相电流。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：选定参考值，所述参考值设定为两周期前的相电流通过全波傅式算法得出电流值的20％。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在发生负突变的对应相中选取参考点判断TA断线状态；

当参考点满足TA断线条件时，生成TA断线标识，当全波傅式算法差动电流满足差动条件，差动元件动作并闭锁；

当参考点不满足TA断线条件时，当全波傅式算法差动电流满足差动条件，差动元件动作。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：初始化断线闭锁差动保护进程。

8.一种基于电流互感器的断线闭锁差动保护系统，其特征在于，

不平衡电流和全波傅式计算单元，用于根据电流采样值进行不平衡电流计算和经全波傅式进行差动电流计算；

TA断线启动单元，用于判断所述不平衡电流是否高于参考值，当高于所述参考值时启动TA断线状态判定；

TA断线状态判决单元，用于判断采样的电流是否发生负突变，并在发生负突变的对应相中选取参考点判断TA断线状态；

保护动作指示单元，用于判断差动电流是否满足动作条件指示差动元件动作，并根据TA断线进行闭锁保护。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：电流采样单元，用于采集目标周期的三相电流。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：初始化单元，用于初始化断线闭锁差动保护进程。

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