CN105006811A - 双分支型交流滤波器的电流横差保护方法 - Google Patents

双分支型交流滤波器的电流横差保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，包括以下步骤：交流滤波器有两个分支，分别是一分支和二分支；实时检测交流滤波器的一分支端尾端电流和二分支尾端电流；根据一分支端尾端电流和二分支尾端电流的差流偏离正常值的大小，分别发出横差电流报警信号或跳闸指令。当横差保护差动电流的任一相差动电流大于横差过流检测动作门槛值时，横差过流检测判据动作；当横差过流检测动作，而尾端大电流闭锁检测和尾端CT异常检测均未动作，且横差电流跳闸延时达到时，横差电流跳闸动作。本发明的既能提高交流滤波器发生接地故障或高端电容击穿故障时的灵敏性和速动性，又能防止在各种外部短路故障以及各种非正常运行工况下的误动作。

Description

双分支型交流滤波器的电流横差保护方法
技术领域
本发明涉及电力系统领域的高压直流输电工程用双分支型交流滤波器的电气量保护技术，尤其涉及一种双分支型交流滤波器的电流横差保护方法。
背景技术
双分支型交流滤波器的接线方式，如图1所示，高端电容(图1中所示C1。下同)击穿是交流滤波器最常见的内部故障。为此，高端电容常采用H型或π型接线方式，以方便装设专用的电容器不平衡保护应对高端电容击穿故障，防止事故扩大。若高端电容没有采用上述接线方式，则无专门保护针对电容击穿故障。因为电流纵差保护从原理上是无法反映高端电容击穿故障的；而且，交流滤波器尾端发生非金属性接地短路故障时，电流纵差保护的灵敏度往往会不足。此外，无论是高端电容击穿故障，还是接地故障，交流滤波器后备保护中的过流保护或零序过流保护均存在灵敏度低、速动性差等不足，无法满足交流滤波器内部故障时快速、可靠切除故障的要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，本双分支型交流滤波器的电流横差保护方法适用于双分支型交流滤波器，不受交流滤波器的投入和退出运行、系统非全相、区外故障(包括区外故障切除后的恢复过程，区外转换性故障)等工况的影响，在交流滤波器发生电容击穿故障或接地故障时能够快速、可靠地切除故障。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，其特征在于包括以下步骤：交流滤波器有两个分支，分别是一分支和二分支；实时检测交流滤波器的一分支端尾端电流和二分支尾端电流；根据一分支端尾端电流和二分支尾端电流的差流偏离正常值的大小，分别发出横差电流报警信号或跳闸指令。
进一步的，采集交流滤波器1分支尾端电流和2分支尾端电流；分别提取一分支端尾端电流和二分支尾端电流的工频分量幅值；根据交流滤波器正常运行时一分支端尾端电流和二分支尾端电流的比值恒定的特性，分别对一分支端尾端电流和二分支尾端电流的幅值进行调整；对调整后的一分支端尾端电流和二分支尾端电流进行相减，得到横差保护差动电流；当横差保护差动电流的任一相差动电流大于横差电流异常动作门槛值时，所述横差电流异常检测判据动作；待横差电流报警延时达到时，所述横差电流报警动作，发出横差电流报警信号；当横差保护差动电流的任一相差动电流大于横差过流检测动作门槛值时，横差过流检测判据动作；当横差过流检测动作，而尾端大电流闭锁检测和尾端CT异常检测均未动作，且横差电流跳闸延时达到时，横差电流跳闸动作。
进一步的，所述尾端大电流闭锁检测包括以下步骤：采集一分支端尾端电流和二分支尾端电流，当一分支端尾端电流或者二分支尾端电流的任一相电流值大于所设定值时，尾端大电流闭锁检测判据动作，闭锁电流横差保护。
进一步的，包括以下步骤：采集一分支端尾端电流和二分支尾端电流，当一分支端尾端电流或者二分支尾端电流的自产零序电流或负序电流大于整定值且横差电流跳闸延时也满足时，尾端CT异常检测判据动作，闭锁电流横差保护。
进一步的，所述横差电流异常检测判据为：
I d > I s e t _ a l m I d > k b l I r + I s e t I d = | I 1 - K · I 2 | I r = I 1
其中，I1,I2分别为交流滤波器一分支端尾端电流和二分支尾端电流的工频分量幅值的标幺值；Iset、Iset_alm分别为横差过流检测启动值和横差电流异常动作门槛值；Id为差动电流；Ir为制动电流；kbl为制动系数；K为一分支端尾端电流和二分支尾端电流平衡调整系数，由交流滤波器一分支额定电流和二分支额定电流比值计算所得，可保证正常运行时差动电流Id为0；电流横差保护按ABC三相分别计算，任意相满足条件则开放。
进一步的，尾端大电流闭锁检测的动作判据如下：
I t a i l > I s e t I t a i l = m a x { I a 1 , I b 1 , I c 1 , I a 2 , I b 2 , I c 2 }
其中，Itail为一分支端尾端电流和二分支尾端电流中的最大相电流工频分量幅值；Iset为尾端大电流闭锁定值，按躲过正常工况时的最大负荷电流整定；当上述条件满足时，尾端大电流闭锁检测判据动作，闭锁电流横差保护。
进一步的，尾端CT异常检测的判据如下：
a)3I0>I0set
b)I2>I2set；
当一分支CT和二分支CT中任何一个分支CT满足上述任一条件且横差电流跳闸延时达到时，尾端CT异常检测判据动作，闭锁电流横差保护。
本双分支型交流滤波器的电流横差保护方法的工作方式是：实时检测交流滤波器一分支尾端电流和二分支尾端电流，根据这两个分支电流的差流偏离正常值的大小，分别发出报警信号或跳闸指令；同时，为提高保护的可靠性，设置了尾端大电流闭锁判据和尾端CT异常判据，防止保护误动
本双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，由横差电流报警和横差电流跳闸共同构成，实时检测交流滤波器一分支端尾端电流和二分支尾端电流，根据这两个分支电流比值偏离正常值的大小，分别发出报警信号或跳闸指令。
横差电流报警进行横差电流异常检测；横差电流跳闸进行横差过流检测、尾端大电流闭锁检测以及尾端CT异常检测；具体指：采集交流滤波器1分支尾端电流和2分支尾端电流，分别提取其工频分量幅值；根据交流滤波器正常运行时这两个分支尾端电流比值恒定的特点，对这两个分支尾端电流幅值进行调整，对调整后的两分支尾端电流进行相减，从而得到横差保护差动电流；当任一相差动电流大于横差电流异常动作门槛值时，所述横差电流异常检测判据动作；待横差电流报警延时达到时，所述横差电流报警动作；当任一相差动电流大于横差过流检测动作门槛值时，所述横差过流检测判据动作；待横差过流检测动作，尾端大电流闭锁检测和尾端CT异常检测均未动作，且横差电流跳闸延时达到时，所述电流横差保护方法的横差电流跳闸动作。
所述尾端大电流闭锁检测具体指，采集交流滤波器1分支尾端电流和2分支尾端电流，当尾端任一分支、任一相电流值大于所设定值时，尾端大电流闭锁检测判据动作，闭锁横差电流跳闸。所述尾端CT异常检测具体指，采集交流滤波器1分支尾端电流和2分支尾端电流，当尾端任一分支CT的自产零序电流或负序电流大于整定值且延时也满足时，尾端CT异常检测判据动作，闭锁横差电流跳闸。
本发明的有益效果是：实时检测交流滤波器一分支尾端电流和二分支尾端电流的比值，根据故障严重程度的不同分别发出报警信号或跳闸指令；其次，将横差过流检测、尾端大电流闭锁检测以及尾端CT异常检测方法组合，引入到双分支型交流滤波器电流横差保护中，既能提高交流滤波器发生接地故障或高端电容击穿故障时的灵敏性和速动性，又能防止在各种外部短路故障以及各种非正常运行工况下的误动作。
附图说明
图1为双分支型交流滤波器电流横差保护的配置原理图；
图2为电流横差保护方法的动作逻辑图。
具体实施方式
实施例1
参见图1和图2，本双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，包括以下步骤：交流滤波器有两个分支，分别是一分支和二分支；实时检测交流滤波器的一分支端尾端电流和二分支尾端电流；根据一分支端尾端电流和二分支尾端电流的差流偏离正常值的大小，分别发出横差电流报警信号或跳闸指令。
作为优选方案，采集交流滤波器1分支尾端电流和2分支尾端电流；分别提取一分支端尾端电流和二分支尾端电流的工频分量幅值；根据交流滤波器正常运行时一分支端尾端电流和二分支尾端电流的比值恒定的特性，分别对一分支端尾端电流和二分支尾端电流的幅值进行调整；对调整后的一分支端尾端电流和二分支尾端电流进行相减，得到横差保护差动电流；当横差保护差动电流的任一相差动电流大于横差电流异常动作门槛值时，所述横差电流异常检测判据动作；待横差电流报警延时达到时，所述横差电流报警动作，发出横差电流报警信号；当横差保护差动电流的任一相差动电流大于横差过流检测动作门槛值时，横差过流检测判据动作；当横差过流检测动作，而尾端大电流闭锁检测和尾端CT异常检测均未动作，且横差电流跳闸延时达到时，横差电流跳闸动作。
所述尾端大电流闭锁检测包括以下步骤：采集一分支端尾端电流和二分支尾端电流，当一分支端尾端电流或者二分支尾端电流的任一相电流值大于所设定值时，尾端大电流闭锁检测判据动作，闭锁电流横差保护。包括以下步骤：采集一分支端尾端电流和二分支尾端电流，当一分支端尾端电流或者二分支尾端电流的自产零序电流或负序电流大于整定值且横差电流跳闸延时也满足时，尾端CT异常检测判据动作，闭锁电流横差保护。
本双分支型交流滤波器的电流横差保护方法由横差电流报警和横差电流跳闸共同构成，实时检测交流滤波器一分支端尾端电流和二分支尾端电流，根据这两个分支电流差流偏离正常值的大小，分别发出报警信号或跳闸指令。
具体而言，本双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，由横差过流检测、尾端大电流闭锁检测以及尾端CT异常检测方法按照逻辑相与构成，可根据故障程度的不同分别动作于报警信号或跳闸出口。其保护配置方式，如图1所示；具体保护逻辑，如图2所示。
(1)横差过流检测，其动作判据如下，
I d > I s e t _ a l m I d > k b l I r + I s e t I d = | I 1 - K · I 2 | I r = I 1
其中，I1,I2分别为交流滤波器一分支端尾端电流和二分支尾端电流的工频分量幅值的标幺值；Iset、Iset_alm分别为横差过流检测启动值和横差电流异常动作门槛值；Id为差动电流；Ir为制动电流；kbl为制动系数；K为两分支电流平衡调整系数，由交流滤波器两个分支额定电流比值计算所得，可保证正常运行时差动电流Id为0；
电流横差保护按ABC三相分别计算，任意相满足条件则开放。
(2)尾端大电流闭锁检测，其动作判据如下，
I t a i l > I s e t I t a i l = m a x { I a 1 , I b 1 , I c 1 , I a 2 , I b 2 , I c 2 }
其中，Itail为交流滤波器一分支端尾端电流和二分支尾端电流中的最大相电流工频分量幅值；Iset为尾端大电流闭锁定值，按躲过正常工况时的最大负荷电流整定。
当上述条件满足时，尾端大电流闭锁检测判据动作，闭锁电流横差保护。
(3)尾端CT异常检测，具体判据如下：
a)3I0>I0set
b)I2>I2set；
当交流滤波器尾端两个分支CT中任何一个CT满足上述任一条件且延时达到时，尾端CT异常检测判据动作，闭锁电流横差保护。

Claims (7)

1.一种双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，其特征在于包括以下步骤：
交流滤波器有两个分支，分别是一分支和二分支；
实时检测交流滤波器的一分支端尾端电流和二分支尾端电流；
根据一分支端尾端电流和二分支尾端电流的差流偏离正常值的大小，分别发出横差电流报警信号或跳闸指令。
2.如权利要求1所述的一种双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，其特征在于：
采集交流滤波器1分支尾端电流和2分支尾端电流；
分别提取一分支端尾端电流和二分支尾端电流的工频分量幅值；
根据交流滤波器正常运行时一分支端尾端电流和二分支尾端电流的比值恒定的特性，分别对一分支端尾端电流和二分支尾端电流的幅值进行调整；
对调整后的一分支端尾端电流和二分支尾端电流进行相减，得到横差保护差动电流；
当横差保护差动电流的任一相差动电流大于横差电流异常动作门槛值时，所述横差电流异常检测判据动作；待横差电流报警延时达到时，所述横差电流报警动作，发出横差电流报警信号；
当横差保护差动电流的任一相差动电流大于横差过流检测动作门槛值时，横差过流检测判据动作；当横差过流检测动作，而尾端大电流闭锁检测和尾端CT异常检测均未动作，且横差电流跳闸延时达到时，横差电流跳闸动作。
3.如权利要求1所述的双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，其特征在于所述尾端大电流闭锁检测包括以下步骤：
采集一分支端尾端电流和二分支尾端电流，当一分支端尾端电流或者二分支尾端电流的任一相电流值大于所设定值时，尾端大电流闭锁检测判据动作，闭锁电流横差保护。
4.如权利要求1所述的双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，其特征在于包括以下步骤：采集一分支端尾端电流和二分支尾端电流，当一分支端尾端电流或者二分支尾端电流的自产零序电流或负序电流大于整定值且横差电流跳闸延时也满足时，尾端CT异常检测判据动作，闭锁电流横差保护。
5.如权利要求2或3或4所述的双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，其特征在于所述横差电流异常检测判据为：
I d > I s e t _ a l m I d > k b l I r + I s e t I d = | I 1 - K · I 2 | I r = I 1
其中，I1,I2分别为交流滤波器一分支端尾端电流和二分支尾端电流的工频分量幅值的标幺值；Iset、Iset_alm分别为横差过流检测启动值和横差电流异常动作门槛值；Id为差动电流；Ir为制动电流；kbl为制动系数；K为一分支端尾端电流和二分支尾端电流平衡调整系数，由交流滤波器一分支额定电流和二分支额定电流比值计算所得，可保证正常运行时差动电流Id为0；电流横差保护按ABC三相分别计算，任意相满足条件则开放。
6.如权利要求2或3或3或4所述的双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，其特征在于尾端大电流闭锁检测的动作判据如下：
I t a i l > I s e t I t a i l = m a x { I a 1 , I b 1 , I c 1 , I a 2 , I b 2 , I c 2 }
其中，Itail为一分支端尾端电流和二分支尾端电流中的最大相电流工频分量幅值；Iset为尾端大电流闭锁定值，按躲过正常工况时的最大负荷电流整定；当上述条件满足时，尾端大电流闭锁检测判据动作，闭锁电流横差保护。
7.如权利要求2或3或4或4所述的双分支型交流滤波器的电流横差保护方法，其特征在于尾端CT异常检测的判据如下：
a)3I0>I0set
b)I2>I2set；
当一分支CT和二分支CT中任何一个分支CT满足上述任一条件且横差电流跳闸延时达到时，尾端CT异常检测判据动作，闭锁电流横差保护。
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