CN103326330A - 基于突变量阻抗原理的差动保护装置 - Google Patents

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Abstract

一种基于突变量阻抗原理的差动保护装置，n条支路连接与母线上，每条支路对一个支路故障检测输出单元，支路故障检测输出单元包括第一与门、第二与门、第一或门和第二或门，每条支路的正方向元件动作和反方向元件不动作通过第一与门后输出到第一或门，每条支路的正方向元件不动作和反方向元件不动作通过第二与门后输出到第一或门，n个第一或门同时输出到第三与门；n条支路正方向元件动作同时输入到第二或门，第二或门输出到第三与门；第三与门输出差动保护动作信号。该装置以突变量阻抗继电器作为正、反方向元件，并从定值上设定动作范围。当连接于母线上的所有支路的正方向元件动作、反向元件不动作或正反方向元件都不动作，则可判为区内故障。

Description

基于突变量阻抗原理的差动保护装置
技术领域
本发明涉及一种差动保护装置，尤其是一种基于突变量阻抗原理的差动保护装置。
背景技术
电流差动保护的实现方式大致可以分两类：幅值比较型电流差动保护和相位比较型电流差动保护。幅值比较型差动保护（采样值差动也可归属这一类）对参与差动的各电流量的同步性要求高，且需要的数据量大；相位比较型差动保护对同步性要求不高，利用电磁式互感器线性传变区还可以降低甚至克服CT饱和的影响，但是传统的母联电流比较式母差保护及电流相位比较式母差保护对于区内故障存在流出电流的情形无能为力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于突变量阻抗原理的差动保护装置，通信传输的数据量小，同步性要求低，且当区内故障存在流出电流情况时不会拒动。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于突变量阻抗原理的差动保护装置，设有n条支路连接与母线上，每条支路对一个支路故障检测输出单元，所述支路故障检测输出单元包括第一与门、第二与门、第一或门和第二或门，每条支路的正方向元件动作和反方向元件不动作通过第一与门后输出到第一或门，每条支路的正方向元件不动作和反方向元件不动作通过第二与门后输出到第一或门，n个第一或门同时输出到第三与门；n条支路正方向元件动作同时输入到第二或门，第二或门输出到第三与门；第三与门输出差动保护动作信号。该装置以突变量阻抗继电器作为正、反方向元件，并从定值上设定动作范围。当连接于母线上的所有支路的正方向元件动作、反向元件不动作或正反方向元件都不动作，则可判为区内故障。
作为改进，正、反方向元件采用相同的判据形式。具体形式：接地和相间突变量阻抗元件的动作方程分别如式（2）和式（3）
Figure BDA00003465549000021
Figure BDA00003465549000022
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
通信传输的数据量小，同步性要求低，且当区内故障存在流出电流情况时该差动保护装置不会拒动。
附图说明
图1是本发明基于突变量阻抗原理的差动保护装置的电路框图。
图2是本发明基于突变量阻抗原理的差动保护装置的具体实施算例的一个仿真系统接线图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种基于突变量阻抗原理的差动保护装置，一种基于突变量阻抗原理的差动保护装置，设有n条支路连接与母线上，每条支路对一个支路故障检测输出单元，所述支路故障检测输出单元包括第一与门、第二与门、第一或门和第二或门，每条支路的正方向元件动作和反方向元件不动作通过第一与门后输出到第一或门，每条支路的正方向元件不动作和反方向元件不动作通过第二与门后输出到第一或门，n个第一或门同时输出到第三与门；n条支路正方向元件动作同时输入到第二或门，第二或门输出到第三与门；第三与门输出差动保护动作信号。正、反方向元件采用相同的判据形式，分别由接地和相间突变量阻抗方向元件按“或”逻辑组成，即任一元件动作，判该方向元件动作。接地和相间突变量阻抗方向元件的动作方程分别如式（2）和式（3）
Figure BDA00003465549000031
Figure BDA00003465549000032
(3)
支路1至支路n任一支路的正方向元件动作，判为故障启动。连接于母线的支路1～n均检测到故障，同时故障启动，则该差动保护装置动作。
如图2所示，具体算例：模型采用500KV模型。模拟比m＝原型/模型。功率模拟比：mp=100MVA/1KW=100000。电压模拟比：mu=525KV/800V=656.25。#02、#06发电机：S=15KVA,Ue=460/230,Φ=0.8,Xd=0.5Xq=0.132,X2=0.118。无穷大系统阻抗：Z1=1.25+j4.0，Z0=6.15+j11.75。升压变B1、B2：Ue=800/210，Uk=12%。限流电抗器Zk：Z=7.9∠750(13.9∠750)。线路阻抗：L=260Km，Z1=1.26+j17.4，Z0=12.168+j42.42。模拟变B：Ue=800/400,Uk=14%。PT变比：800/100/100/√3。CT变比：10A/5A。电流：#21CT：I1a、I1c。
当模拟区内故障，故障电流流出时，为K1故障，在断路器21至K1之间设置一个接触电阻50欧姆，断路器42支路模拟一条短线路阻抗：L=20Km，Z1=1.26+j17.4，Z0=12.168+j42.42。该支路的突变量阻抗元件的定值取为20欧姆（接地和相间阻抗都取这个值），结果表明该支路正方向接地和相间阻抗元件都不动作，整个母线保护能正确动作。另外在转换性故障，K6AN→K1BN、K6BN→K1CN、K6AN→K1BCN、K6AN→K2BN、K6BN→K2CN、K6AN→K2BCN、K1AN→K1BN、K1BN→K1CN、K1AN→K1BCN、K2AN→K2BNK1时保护均能正确动作。

Claims (2)

1.一种基于突变量阻抗原理的差动保护装置，其特征在于：设有n条支路连接与母线上，每条支路对一个支路故障检测输出单元，所述支路故障检测输出单元包括第一与门、第二与门、第一或门和第二或门，每条支路的正方向元件动作和反方向元件不动作通过第一与门后输出到第一或门，每条支路的正方向元件不动作和反方向元件不动作通过第二与门后输出到第一或门，n个第一或门同时输出到第三与门；n条支路正方向元件动作同时输入到第二或门，第二或门输出到第三与门；第三与门输出差动保护动作信号。 
2.根据权利要求1所述的一种基于突变量阻抗原理的差动保护装置，其特征在于：该装置以突变量阻抗继电器作为正、反方向元件，并从定值上设定动作范围。接地和相间突变量阻抗元件的动作方程分别如式（2）和式（3）： 
Figure FDA00003465548900011
Figure FDA00003465548900012
。
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