CN105024365A - 一种采样点差动保护防误动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采样点差动保护防误动方法，属于电力系统继电保护技术领域。本发明首先对差动电流和制动电流采样点进行差分计算，判别差分后的差动电流与制动电流采样值是否满足比率制动条件，通过差分算法可消弱非饱和CT衰减直流分量对合成出的差动电流的影响，通过差动电流及制动电流差分后的采样值比率，判断是否满足开放采样点差动保护判据，解决了区外故障单CT饱和时，非饱和CT电流含大直流分量流经保护装置小电流变换器时直流分量衰减过快导致采样点差动保护误动作的问题。同时本发明使采样点差动保护在波形异常时不误动，正常故障时可靠动作，提高了采样点差动保护的可靠性。

Description

一种采样点差动保护防误动方法

技术领域

本发明涉及一种采样点差动保护防误动方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

继电保护装置要求在系统发生故障时能可靠地切除故障设备，保证系统的安全稳定运行，但保护装置的不正确动作(包括拒动和误动)造成的危害也是巨大的。

区外金属故障时，若故障合闸角较小，同时单CT出现暂态饱和，非饱和CT电流很大且含有较大直流分量，此时非饱和CT电流流经保护装置内部电流变换器时，会导致保护装置小电流变换器在一段时间之后(一般100ms左右)出现快速直流衰减，此时合成出的差动电流将出现波形异常，具体表现为差流没有间断，可能造成采样点差动保护误动作。防止采样点差动保护误动作的办法在硬件方面彻底解决难以达到。

发明内容

本发明的目的是提供一种采样点差动保护防误动方法，以解决区外故障单CT饱和时，非饱和CT电流含大直流分量流经保护装置小电流变换器时直流分量衰减过快导致采样点差动保护误动作的问题。

本发明为解决上述技术问题提供了一种采样点差动保护防误动方法，该方法包括以下步骤：

1)计算差动电流A、B、C三相电流的有效值，判断各相电流的有效值是否满足判别方程；

2)计算差动电流和制动电流的采样值；

3)分别对差动电流和制动电流的采样值进行差分运算；

4)对差分后差动电流采样值与制动电流采样值之间的比率进行判别,若其比值大于设定的开放比率系数，则判断该采样点满足开放判据。

连续判别一个周波，若满足步骤4)条件的采样点数达到设定个数，则开放本相采样点差动保护，否则，闭锁本相采样点差动保护。

所述步骤1)中的采用的判别方程为：

I_dφ＞0.9I_op0

其中I_dφ为差动电流A、B、C任一相电流的有效值，I_op0为差动保护启动定值。

所述步骤1)中若差流某相电流不满足判别方程时，直接闭锁该相差动保护，不再对该相电流进行饱和开放判别。

所述步骤2)中差动电流与制动电流的计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_d\left(k\right)=i_1\left(k\right)+i_2\left(k\right)+...+i_n\left(k\right)\\ i_r\left(k\right)=\left|i_1\left(k\right)\right|+\left|i_2\left(k\right)\right|+...+\left|i_n\left(k\right)\right|\end{array}\right.$

上式中i_d(k)为当前差动电流采样值，i_r(k)为当前制动电流采样值，i₁(k)、i₂(k)和i_n(k)为各分支电流采样值。

所述步骤3)中所采用的差分方程为：

Δi_K＝C(i_K-i_K-1)

其中i_K为当前点采样值,i_K-1为前1点采样值，Δi_K为差分后的电流采样值，C为系数，与每周波采样点数N有关，C＝N/2π。

所述步骤4)中采用的判别公式为：

|i_df|＞Coef|i_rf|

其中i_df、i_rf分别为差分后的差动电流和制动电流，Coef为开放比率系数。

所述若一周波采样点数为N时，步骤4)中的设定个数为5N/6取整。

本发明的有益效果是:本发明首先对差动电流和制动电流采样点进行差分计算，判别差分后的差动电流与制动电流采样值是否满足比率制动条件，通过差分算法可消弱非饱和CT衰减直流分量对合成出的差动电流的影响，通过差动电流及制动电流差分后的采样值比率，判断是否满足开放采样点差动保护判据，解决了区外故障单CT饱和时，非饱和CT电流含大直流分量，流经保护装置小电流变换器时直流分量衰减过快导致采样点差动保护误动作的问题。同时本发明使采样点差动保护在波形异常时不误动，正常故障时可靠动作，提高了采样点差动保护的可靠性。本发明采用对差动电流和制动电流采样点进行差分计算，滤除了直流分量，消除一/二次CT直流衰减造成的失真对采样点差动保护的影响，可作为开放点差判据，能够增强采样点差动保护的稳定性与可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例中自耦变压器分侧差动保护电流分布示意图；

图2是本发明采样点差动保护防误动方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

对于区内故障，差流与制动电流绝大部分采样点绝对值是基本相等的，差分后电流采样值绝对值也基本相同。对于区外故障伴随CT暂态饱和同时非饱和CT电流很大且含较大直流分量时，差分运算可将差动电流中的衰减直流分量基本消除，突出差流间断；而对制动电流，因有非饱和CT电流的贡献，差分后不会出现间断，在差流间断处可有效起到制动作用。因此本发明首先对保护装置合成的差流与制动电流进行差分元算，得到差分后的差流与制动电流的采样值，然后通过判断差分后采样值一周波中满足动作方程的采样点个数来作为开放采样点差动保护的依据。

主变分侧采样点差动保护电流取变压器高压侧CT、中压侧CT和公共绕组CT，CT的分布如图1所示。本发明的采样点差动保护防误动方法可作为一个独立的功能模块集成在主变保护装置中，该方法的流程如图1所示，具体过程如下：

1.计算差动电流A、B、C三相电流的有效值，差动电流有效值应大于计算门槛，判别方程为：

I_dφ＞0.9I_op0

上式中I_dφ为差动电流A、B、C任一相电流的有效值，I_op0为差动保护启动定值。

若差流某相电流小于判别门槛时，不再对该相电流进行饱和开放判别，直接闭锁本相采样点的差动保护，即不再进行所述步骤2-步骤5的判别，以减轻保护装置的计算工作量。

2.合成差动电流及制动电流波形，差动电流与制动电流的计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_d\left(k\right)=i_1\left(k\right)+i_2\left(k\right)+...+i_n\left(k\right)\\ i_r\left(k\right)=\left|i_1\left(k\right)\right|+\left|i_2\left(k\right)\right|+...+\left|i_n\left(k\right)\right|\end{array}\right.$

上式中i_d(k)为当前差动电流采样值，i_r(k)为当前制动电流采样值，i₁(k)、i₂(k)和i_n(k)为各分支电流采样值。

3.对差动电流和制动电流进行差分运算，所采用的差分方程为：

Δi_K＝C(i_K-i_K-1)

其中i_K为当前点采样值,i_K-1为前1点采样值，Δi_K为差分后的电流采样值，C为系数，与每周波采样点数N有关，C＝N/2π。

4.对差分后差动电流和制动电流之间的比率进行判别，判别公式为：

|i_df|＞Coef|i_rf|

上式中i_df、i_rf分别为差分后的差动电流和制动电流，Coef为开放比率系数，本实施例中该系数可取0.45。若采样点满足该判别公式，则说明本采样点满足开放判据。

5.连续判别一个周波，一周波采样点数为N时，若满足步骤4的动作数达到5N/6取整数个时，则开放本相采样点差动保护，否则，闭锁本相采样点差动保护。

以24个采样点为例，若满足步骤4的动作点数达到20点，则开放本相采样点差动保护，否则，闭锁本相采样点差动保护。

本发明采用差分后差流与制动电流的比率来作为开放采样点差动保护的判据，解决了区外故障单CT饱和时，非饱和CT电流含大直流分量，流经保护装置小电流变换器时直流分量衰减过快导致采样点差动保护误动作的问题。当某相差流小于启动门槛时，不再对该相电流进行开放判别，直接闭锁该相的差动保护，若有足够多采样点满足差分后差流与制动电流比率只开放本相采样点差动保护，不开放其它相采样点差动保护。

Claims (8)

1.一种采样点差动保护防误动方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)计算差动电流A、B、C三相电流的有效值，判断各相电流的有效值是否满足判别方程；

2)计算差动电流和制动电流的采样值；

3)分别对差动电流和制动电流的采样值进行差分运算；

4)对差分后差动电流采样值与制动电流采样值之间的比率进行判别,若其比值大于设定的开放比率系数，则判断该采样点满足开放判据。

2.根据权利要求1所述的采样点差动保护防误动方法，其特征在于，连续判别一个周波，若满足步骤4)条件的采样点数达到设定个数，则开放本相采样点差动保护，否则，闭锁本相采样点差动保护。

3.根据权利要求2所述的采样点差动保护防误动方法，其特征在于，所述步骤1)中的采用的判别方程为：

I_dφ＞0.9I_op0

其中I_dφ为差动电流A、B、C任一相电流的有效值，I_op0为差动保护启动定值。

4.根据权利要求3所述的采样点差动保护防误动方法，其特征在于，所述步骤1)中若差流某相电流不满足判别方程时，直接闭锁该相差动保护，不再对该相电流进行饱和开放判别。

5.根据权利要求4所述的采样点差动保护防误动方法，其特征在于，所述步骤2)中差动电流与制动电流的计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_d\left(k\right)=i_1\left(k\right)+i_2\left(k\right)+...+i_n\left(k\right)\\ i_r\left(k\right)=\left|i_1\left(k\right)\right|+\left|i_2\left(k\right)\right|+...+\left|i_n\left(k\right)\right|\end{array}\right.$

上式中i_d(k)为当前差动电流采样值，i_r(k)为当前制动电流采样值，i₁(k)、i₂(k)和i_n(k)为各分支电流采样值。

6.根据权利要求4所述的采样点差动保护防误动方法，其特征在于，所述步骤3)中所采用的差分方程为：

Δi_K＝C(i_K-i_K-1)

其中i_K为当前点采样值,i_K-1为前1点采样值，Δi_K为差分后的电流采样值，C为系数，与每周波采样点数N有关，C＝N/2π。

7.根据权利要求4所述的采样点差动保护防误动方法，其特征在于，所述步骤4)中采用的判别公式为：

|i_df|＞Coef|i_rf|

其中i_df、i_rf分别为差分后的差动电流和制动电流，Coef为开放比率系数。

8.根据权利要求2所述的采样点差动保护防误动方法，其特征在于，所述若一周波采样点数为N时，步骤4)中的设定个数为5N/6取整。