CN103746335A - 基于幅值比较原理的继电保护方法 - Google Patents

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Abstract

基于幅值比较原理的继电保护方法，利用外部短路时电流幅值相等的特征，保护装置对互感器的电流波形进行采样滤波,并利用通信方式获得了被保护设备两侧的电流，通过两侧电流幅值的比较，构成幅值比较原理的继电保护方法。幅值比较原理的继电保护方法对区外故障有足够的安全性，对区内故障有足够的灵敏性，对光纤通道路由一致性的要求宽松；不受故障点两侧系统等值阻抗角度差异的影响；振荡中系统两侧功角摆开发生故障时，幅值比较原理的继电保护方法有较好的性能。因此本发明提出的幅值比较原理的继电保护方法具有广阔的应用空间，可应用于输电线路保护、发电机保护、变压器保护、母线保护等。

Description

基于幅值比较原理的继电保护方法
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，但要求光纤通道的收发路由一致。差动保护的典型判据是基于“相量和”与“相量差”的比例制动差动。输电线路发生区内故障，若故障点两侧的系统等值阻抗角度差异大，或在输电系统振荡时，振荡中系统两侧功角摆开发生故障时，会对传统差动保护的灵敏度产生一定的影响，保护装置会出现动作慢等问题，另外，在收发路由不一致时，必须退出光纤差动保护，因此，为了解决上述的问题，还需要对现有差动保护原理进行研究。
除了输电线路保护以外，发电机保护、变压器保护、母线保护等均有类似需要提高灵敏度的情况。
发明内容
本发明是为了解决被保护设备两侧的电流相位差异大时差动保护的灵敏度问题。在振荡中被保护设备发生内部短路时，或者包含串补的线路内部故障时，被保护设备两侧的故障电流相位差异会是钝角甚至接近平角，此时传统的差动保护可能会拒动。
本发明具体采用以下技术方案。
一种基于幅值比较原理的继电保护方法，其特征在于：通过被保护设备两侧电流幅值的比较，构成幅值比较原理的继电保护方法。
进一步，所述继电保护方法包括以下步骤：
（1）保护装置对互感器所采集的被保护设备的电压电流波形进行采样滤波；
（2）保护装置利用通信方式获得了被保护设备两侧的电流
Figure BDA0000444366320000021
其中
Figure BDA0000444366320000022
代表被保护设备的A、B、C三相，m、n代表被保护设备两侧；
（3）通过被保护设备两侧电流幅值的比较，构成幅值比较原理的继电保护判据，当满足以下判据时，差动保护动作
幅值比较原理的继电保护方法判据如下：
Figure BDA0000444366320000023
或者
Figure BDA0000444366320000024
k的典型取值为1.3～2.0之间的数值。
幅值比较原理的继电保护方法对区外故障有足够的安全性，对区内故障有足够的灵敏性。在线路保护中应用时，有以下特点：对光纤通道路由一致性的要求宽松；不受故障点两侧系统等值阻抗角度差异的影响；振荡中系统两侧功角摆开发生故障时，幅值比较原理的继电保护方法有较好的性能，幅值比较原理的继电保护方法具有广阔的应用空间。
幅值比较原理的继电保护方法可应用于输电线路保护、发电机保护、变压器保护、母线保护等。
本发明具有以下技术效果：
在被保护设备内部故障时，即使被保护设备两侧电流的相角差异为钝角甚至平角时，满足幅值比较判据时，保护仍然能动作。系统振荡时系统两侧功角摆开发生故障时应用，可以提高传统保护的动作速度；本发明在线路保护应用时，在光纤通道收发路由不一致传统差动保护退出时，也可以应用；在串补线路尤其是串补度偏大的线路应用，可以解决传统差动保护可能拒动的问题。
附图说明
图1显示了本发明幅值比较原理的继电保护方法流程图。
图2显示了一个输电线路故障示意图。
具体实施方案
下面结合说明书附图并通过具体实例，对本发明所公开的技术方案做进一步详细介绍。
如图1所示为本发明幅值比较原理的继电保护方法流程图。
以输电线路故障特征为例，阐述本发明的技术方案，本发明的幅值比较原理的继电保护方法包括以下步骤：
步骤1：利用外部短路时电流幅值相等的特征，根据保护安装处（图2中m、n处）的电流互感器TA测得电流的瞬时值，进行滤波计算。
步骤2：并利用通信方式获得线路两侧的电流
Figure BDA0000444366320000032
步骤3：通过两侧电流幅值的比较，构成幅值比较原理的继电保护方法，幅值比较原理的继电保护方法作为一种新原理保护方法。
幅值比较原理的继电保护方法判据如下：
Figure BDA0000444366320000033
或者
k的典型取值为1.3～2.0之间的数值。
输电线路正常运行或区外故障（如图2中K1处故障时）时，被保护线路两侧流过的是穿越性的电流，线路保护装置两侧的电流幅值相等，不满足动作判据；当输电线路发生区内故障时（如图2中K2处故障时），线路保护装置两侧的电流大小有差异，比较两侧电流的幅值差异，从而能识别出区内故障。
在输电线路发生区内故障时，若故障点两侧的系统等值阻抗角度差异大，传统的基于“相量和”与“相量差”的比例制动差动保护的动作灵敏性就会降低，此时幅值比较原理的继电保护方法保护能可靠动作。
在输电系统振荡时，振荡中系统两侧功角摆开发生故障时，传统的基于“相量和”与“相量差”的比例制动差动保护动作时间会比较长，而幅值比较原理的继电保护方法保护能快速动作。
幅值比较原理的继电保护方法对区外故障有足够的安全性，对区内故障有足够的灵敏性，对光纤通道路由一致性的要求宽松；不受故障点两侧系统等值阻抗角度差异的影响；振荡中系统两侧功角摆开发生故障时，幅值比较原理的继电保护方法有较好的性能。
幅值比较原理的继电保护方法具有广阔的应用空间，幅值比较原理的继电保护方法可应用于输电线路、发电机、变压器、母线保护等。

Claims (3)

1.一种基于幅值比较原理的继电保护方法，其特征在于：通过被保护设备两侧电流幅值的比较，构成幅值比较原理的继电保护方法。
2.根据权利要求1所述的所述继电保护方法，其特征在于，所述继电保护方法包括以下步骤：
（1）保护装置对互感器所采集的被保护设备的电压电流波形进行采样滤波；
（2）保护装置利用通信方式获得了被保护设备两侧的电流
Figure FDA0000444366310000011
其中
Figure FDA0000444366310000012
代表被保护设备的A、B、C三相，m、n代表被保护设备两侧；
（3）通过被保护设备两侧电流幅值的比较，构成幅值比较原理的继电保护判据，当满足以下判据时，差动保护动作:
其中，幅值比较原理的继电保护判据如下：
Figure FDA0000444366310000013
或者
k的典型取值为1.3～2.0之间的数值。
3.根据权利要求1或2所述的基于幅值比较原理的继电保护方法，其特征在于：
所述继电保护方法可应用于输电线路保护、发电机保护、变压器保护、母线保护。
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