CN103701107A

CN103701107A - 一种自适应差动保护方法

Info

Publication number: CN103701107A
Application number: CN201310729423.2A
Authority: CN
Inventors: 魏会利; 伍叶凯; 杜兆强; 黄少锋; 张月品; 于洪雷
Original assignee: Beijing Sifang Automation Co Ltd
Current assignee: Beijing Sifang Automation Co Ltd; Beijing Sifang Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: CN103701107B

Abstract

一种自适应差动保护：线路保护装置对互感器的电压电流波形进行采样滤波,通过通讯方式交换线路两侧的电流、电压等信息，计算得到线路两侧的电流

=A、B、C，m、n代表线路两侧，下同)、电压

零序电流

零序电压

构成比例制动差动保护、复合差动保护、纵联零序方向保护，将比例制动差动保护、复合差动保护、纵联零序方向保护相结合构成自适应差动保护。本发明提出的自适应差动保护具有灵敏度高、适应面广、免整定的特点。该自适应差动保护能够提高原有差动保护内部短路的灵敏度、在故障点两侧系统等值阻抗角度差异大时（如含有串联补偿电容的输电线路出现电流反相的情况）能灵敏动作，振荡时能快速动作，不增加原有差动保护的定值。

Description

一种自适应差动保护方法

技术领域

本发明属于电力系统领域，更具体地涉及继电保护的方法。

背景技术

在超高压输电线路中，光纤差动保护作为主保护得到了广泛的应用。

光纤差动保护原理先进，典型的差动判据是基于“相量和”与“相量差”的比例制动差动保护，然而在输电线路两侧的系统等值阻抗角度差异较大时（如含有串联补偿电容的输电线路出现电流反相的情况），或者振荡时发生区内故障时、线路两侧的电流角度差异为钝角甚至为平角，会影响典型比例制动差动保护判据的灵敏度。

如何更好地提高差动保护的性能，需要进行研究。

发明内容

为了解决输电线路内部故障时、由于线路两侧电流的角度差异为钝角甚至为平角、典型的基于“相量和”与“相量差”的比例制动差动保护可能会拒动的问题，本发明公开了一种自适应差动保护方法。

本发明具体采用以下技术方案。

一种自适应差动保护方法，其特征在于：根据线路两侧的电流、电压、零序电流、零序电压，构成比例制动差动保护、复合差动保护、纵联零序方向保护，将比例制动差动保护、复合差动保护、纵联零序方向保护相结合构成自适应差动保护。

所述自适应差动保护方法包括如下步骤：

（1）线路保护装置对互感器所采集的线路电压电流波形进行采样滤波,通过通讯方式交换线路两侧的电流、电压等信息，计算得到线路两侧的电流

电压

零序电流

零序电压

其中表示输电线路的A、B、C三相，m、n代表线路两侧；

（2）构建比例制动差动保护，当满足比例制动差动保护判据时，保护跳闸，否则进入步骤（3），其中，所述比例制动差动保护判据如下：

且

其中，

为A、B、C相差动电流，k1、k2典型取值是：k1=1，k2=1，

为m侧的A、B、C相电流，

为n侧的A、B、C相电流，

为A、B、C相制动电流，

k3、k4为0.5～1.25之间的数值，k3、k4的典型取值是：k3=1，k4=1，

k5为比例制动差动保护制动系数，典型取值是0.5～0.8，Iset是差动保护的定值；

（3）构建复合差动保护和零序方向元件，当不满足比例制动差动保护判据时，判断是否满足复合差动保护判据，如果满足复合差动保护判据且两侧的零序方向均不是反向，保护跳闸，否则进入步骤（4），其中，所述复合差动保护判据如下：

条件1：

或者

条件2：

其中，

的含义同步骤（2）中所述，

k6、k7典型取值为：k6为1.3～2.5之间的数值，k7为0.3～0.1之间的数值；

条件1和条件2同时满足才认为满足复合差动保护判据；

所述零序方向元件反向判据如下：

m侧零序反向元件：

n侧零序反向元件：

（4）判断是否满足纵联零序方向保护判据，如果满足，则保护跳闸，其中，所述纵联零序方向保护判据如下：m侧和n侧的零序方向元件均为正向则认为纵联方向保护判据满足，所述m侧和n侧的零序方向元件判据如下：

m侧零序正向元件：

n侧零序正向元件：

m侧零序正向元件和n侧零序正向元件均满足可以识别出区内故障。

本发明具有以下有益效果：

该自适应差动保护能够提高原有差动保护内部短路的灵敏度，在故障点两侧系统等值阻抗角度差异大时（如含有串联补偿电容的输电线路出现电流反相的情况）能灵敏动作，解决原有差动保护可能拒动的问题；振荡时能快速动作；不增加原有差动保护的定值；能自适应于各种输电线路。

附图说明

图1显示了本发明自适应差动保护保护方法流程图；

图2显示了一个典型输电线路故障示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

如图1所示为本发明自适应差动保护保护方法流程图，本发明的自适应差动保护方法包括以下步骤（以图2所示的典型输电线路故障示意图为例）：

步骤1：线路保护装置对互感器所采集的线路电压电流波形进行采样滤波,通过通讯方式交换线路两侧的电流、电压等信息，计算得到线路两侧的电流

=A、B、C，m、n代表线路两侧，下同)，电压零序电流

零序电压

其中

表示输电线路的A、B、C三相，m、n代表线路两侧；

\begin{matrix} {\dot{I}}_{0 m} = \frac{1}{3} * ({\dot{I}}_{Am} + {\dot{I}}_{Bm} + {\dot{I}}_{Cm}), \\ {\dot{I}}_{0 n} = \frac{1}{3} * ({\dot{I}}_{An} + {\dot{I}}_{Bn} + {\dot{I}}_{Cn}), \\ {\dot{U}}_{0 m} = \frac{1}{3} * ({\dot{U}}_{Am} + {\dot{U}}_{Bm} + {\dot{U}}_{Cm}), \\ {\dot{U}}_{0 m} = \frac{1}{3} * ({\dot{U}}_{An} + {\dot{U}}_{Bn} + {\dot{U}}_{Cn}), \end{matrix}

步骤2：构造比例制动差动保护，比例制动差动保护判据为：

且

其中，

为A、B、C相差动电流，为A、B、C相制动电流，

k5为比例制动差动保护制动系数，k5的典型取值是0.5～0.8，Iset是保护的差动保护的定值。

k1、k2典型取值是：k1=1，k2=1，

为m侧的A、B、C相电流，

为n侧的A、B、C相电流，

当线路电流满足比例制动差动保护判据时，保护跳闸，否则进入步骤3。

步骤3：构造复合差动保护和零序方向元件，其中所述复合差动保护判据如下：

条件1：

或者

条件2：

其中，

的含义同步骤（2）中所述，k6、k7典型取值为：k6为1.3～2.5之间的数值，k7为0.3～0.1之间的数值；

条件1和条件2同时满足才认为满足复合差动保护判据，满足复合差动保护判据且两侧的零序方向均不是反向，保护跳闸，否则进入步骤4。所述零序方向元件反向判据如下：

m侧零序反向元件：

n侧零序反向元件：

m侧或n侧的零序方向反向即可以识别出发生的不是区内故障。

步骤4：构造纵联零序方向保护，判断是否满足纵联零序方向保护判据，所述纵联零序方向保护判据为：m侧和n侧的零序方向元件均为正向时判据满足，保护跳闸。m侧和n侧的零序方向元件如下：

m侧零序正向元件：

n侧零序正向元件：

根据图1显示的保护逻辑简化图，将比例制动差动保护、复合差动保护、纵联零序方向保护相结合构成自适应多判据差动保护。利用接地故障时系统的零序阻抗总是感抗性质、因此反映背后系统的零序方向元件方向性总是正确的特点，可以提高差动保护的灵敏性和可靠性。在提高差动保护灵敏度的同时，能够做到免整定。

本发明提出的自适应差动保护具有灵敏度高、适应面广、免整定的特点。该自适应差动保护能够提高原有差动保护内部短路的灵敏度，在故障点两侧系统等值阻抗角度差异大时（如含有串联补偿电容的输电线路出现电流反相的情况）能灵敏动作，解决原有差动保护可能拒动的问题；振荡时能快速动作；不增加原有差动保护的定值；能自适应于各种输电线路。