CN105048424B - 一种输电线路电流差动保护启动元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输电线路电流差动保护启动元件，包括相电流差突变量启动元件和零序电流稳态量启动元件；当所述相电流差突变量启动元件或零序电流稳态量启动元件动作时，所述输电线路电流差动保护元件动作。本发明技术方案无需采样傅立叶变换，摆脱了数据窗长度的限制，启动元件灵敏度高，可以准确快速识别线路的各种故障。

Description

一种输电线路电流差动保护启动元件

技术领域：

本发明涉及电力系统继电保护领域，更具体涉及一种输电线路电流差动保护启动元件。

背景技术：

国内线路保护主流启动元件，包括相电流差突变量启动元件、零序电流突变量启动元件等，但是上述启动元件需要进行半波或全波的傅立叶变换，增加了启动元件的动作时间，而且利用半波或全波数据窗产生的跨窗效应，影响启动元件的灵敏度。

发明内容：

本发明的目的是提供一种输电线路电流差动保护启动元件，无需进行傅立叶变换，摆脱了数据窗长度的限制，启动元件灵敏度高，可以准确快速识别线路的各种故障并快速动作。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种输电线路电流差动保护启动元件，包括相电流差突变量启动元件和零序电流稳态量启动元件；当所述相电流差突变量启动元件或零序电流稳态量启动元件动作时，所述输电线路电流差动保护元件动作。

所述相电流差突变量启动元件通过下式构成：

式中，为相电流差启动函数，Δi_a(t)、Δi_b(t)Δi_c(t)为三相电流突变量采样值，Δf_max为不等式左边当前点往前数空留1/2周波后，再前1/2周波内的最大值，3I_0set＝200A，为相电流差启动突变量函数，为四分之一周波前的相电流差启动函数，f_set为相电流差启动元件定值。

当所述Δf_φφ/4(t)>10×(1.5×3I_0set)²+0.5Δf_max，连续1点动作；

Δf_φφ/4(t)>5×(1.5×3I_0set)²+0.5Δf_max，连续2点动作；

Δf_φφ/4(t)>(1.5×3I_0set)²+0.5Δf_max，连续3点动作。

所述零序电流稳态量启动元件通过下式构成：

f₀(t)＝i_a(t)+i_b(t)+i_c(t)

式中，i_a(t)、i_b(t)i_c(t)为三相电流采样值，f₀(t)为零序电流启动函数。

当|f₀(t)|＞f_set＝(3I_0set)+0.3|f₀|_max，连续3点动作，|f₀|_max为不等式左边当前点往前数空留1/2周波后，再前1/2内的最大值。

和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果

1、本发明技术方案利用保护安装处三相电流采样值设计了线路保护的启动元件；

2、本发明技术方案克服了数据窗对启动元件速动性和灵敏性的影响；

3、本发明技术方案显著提高了启动元件的动作速度，同时为保护快速动作奠定了基础；

4、本发明技术方案对于保障系统安全稳定运行具有重要的作用。

附图说明

图1为本发明实施例的启动元件动作图；

图2为本发明实施例的启动元件的动作逻辑图；

图3为本发明实施例的区内金属性故障F1点发生A相金属性接地短路示意图；

图4为本发明实施例的区内金属性故障线路M侧、N侧的故障电流示意图；

图5为本发明实施例的区内金属性故障启动判据可得的动作曲线图；

图6为本发明实施例的区内高阻故障F1点发生A相经800Ω过渡电阻接地短路示意图；

图7为本发明实施例的区内高阻故障线路M侧、N侧的故障电流示意图；

图8为本发明实施例的区内高阻故障启动判据可得的动作曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。

实施例1：

本例的发明提供一种一种输电线路电流差动保护启动元件，所述启动元件包括两部分：相电流差突变量启动元件和零序电流稳态量启动元件。

(1)相电流差突变量启动元件：

式中，Δi_a(t)、Δi_b(t)Δi_c(t)为三相突变量采样值，Δf_max为不等式左边当前点往前数空留1/2周波后，再前1/2周波内的最大值。3I_0set＝200A动作量>制动量，10倍连续1点动作、5倍连续2点动作、1倍连续3点动作

(2)零序电流稳态量启动元件：

f₀(t)＝i_a(t)+i_b(t)+i_c(t)

|f₀(t)|＞f_set＝(3I_0set)+0.3|f₀|_max

式中，i_a(t)、i_b(t)i_c(t)为三相采样值，|f₀|_max为不等式左边当前点往前数空留1/2周波后，再前1/2内的最大值。连续3点动作。相电流差突变量启动元件和零序电流稳态量启动元件二者或门输出。

1)区内金属性故障

线路长度200km，F1点发生A相金属性接地短路，如图3所示，线路M侧、N侧的故障电流如图4所示。利用本发明启动判据可得动作曲线如图5所示，图(A)、(B)分别为两侧突变量启动，图(C)、(D)分别为两侧零序启动。图中蓝线为动作曲线，红线为定值曲线。

2)区内高阻故障

线路长度200km，带8000MW负荷，F1点发生A相经800Ω过渡电阻接地短路，如图6所示，线路M侧、N侧的故障电流如图7所示。利用本发明启动判据可得动作曲线如图8所示，图(A)、(B)分别为两侧突变量启动，图(C)、(D)分别为两侧零序启动。图中蓝线为动作曲线，红线为定值曲线。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种输电线路电流差动保护启动元件，其特征在于：包括相电流差突变量启动元件和零序电流稳态量启动元件；当所述相电流差突变量启动元件或零序电流稳态量启动元件动作时，即使得输电线路电流差动保护元件动作；

所述相电流差突变量启动元件通过下式构成：

式中，为相电流差启动函数，Δi_a(t)、Δi_b(t)、Δi_c(t)为三相电流突变量采样值，Δf_max为不等式左边当前点往前数空留1/2周波后，再前1/2周波内的最大值，3I_0set＝200A，为相电流差启动突变量函数，为四分之一周波前的相电流差启动函数，f_set为相电流差启动元件定值。

2.如权利要求1所述的一种输电线路电流差动保护启动元件，其特征在于：当所述Δf_φφ/4(t)>10×(1.5×3I_0set)²+0.5Δf_max，连续1点动作；

Δf_φφ/4(t)>5×(1.5×3I_0set)²+0.5Δf_max，连续2点动作；

Δf_φφ/4(t)>(1.5×3I_0set)²+0.5Δf_max，连续3点动作。

3.如权利要求1所述的一种输电线路电流差动保护启动元件，其特征在于：所述零序电流稳态量启动元件通过下式构成：

f₀(t)＝i_a(t)+i_b(t)+i_c(t)

式中，i_a(t)、i_b(t)、i_c(t)为三相电流采样值，f₀ (t)为零序电流启动函数。

4.如权利要求3所述的一种输电线路电流差动保护启动元件，其特征在于：当|f₀(t)|＞f_set＝(3I_0set)+0.3|f₀|_max，连续3点动作；其中，|f₀|_max为不等式左边当前点往前数空留1/2周波后，再前1/2内的最大值。