CN105429111A

CN105429111A - 防止3/2接线单ct饱和引起光纤差动保护误动的方法

Info

Publication number: CN105429111A
Application number: CN201510890068.6A
Authority: CN
Inventors: 李宝伟; 倪传坤; 李文正; 李旭; 姜自强; 唐艳梅; 郝慧贞; 石欣; 赵剑松; 董新涛; 席颖颖; 马全霞; 乔彦涛; 唐宇; 孟利平
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Xuji Group Co Ltd; XJ Electric Co Ltd; Xuchang XJ Software Technology Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Xuji Group Co Ltd; XJ Electric Co Ltd; Xuchang XJ Software Technology Co Ltd
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2035-12-07
Also published as: US10622804B2; US20170163024A1; CN105429111B

Abstract

本发明涉及一种防止3/2接线单CT饱和引起光纤差动保护误动的方法，先根据本侧两个开关电流和对侧线路电流判断故障是否发生，当故障发生且处于故障发生初期时，使用本侧两个开关电流和线路对侧电流构造差动判别用于识别区内外故障，同时又利用本侧两个开关电流相位关系的分CT电流判别辅助识别故障发生位置，当判为区内故障时，开放差动保护；当判为别区外故障时，闭锁差动保护，防止CT饱和期间引起差动保护误动作。差动判别和分CT电流判别配合使用，既保证了区外故障可靠识别，又可防止区内故障误判区外的问题。

Description

防止3/2接线单CT饱和引起光纤差动保护误动的方法

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种防止3/2接线方式单CT饱和引起光纤差动保护误动方法。

背景技术

继电保护装置是电力系统的重要组成部分，它对保证系统安全运行起着非常重要的作用。它在系统发生故障时切除故障设备、对系统安全运行做出贡献，但继电保护的不正确动作对系统造成的危害也是巨大的。

电流差动保护因其原理简单可靠，被广泛应用于高压输电线路、母线以及电气主设备的保护中。电流差动保护工作的基本原理是基于基尔霍夫电流定律，根据被保护设备各段的电流来综合判别区内是否发生故障。因此CT(电流互感器)的传变精度就成为影响差动保护精度的关键。随着电力系统容量越来越大，系统发生故障时，故障电流很大，很有可能引起CT饱和的现象。

基于双母线接线方式的输电线路，线路两侧均仅安装一个CT，当线路区外发生故障时，可以通过两侧电流构成差动和制动电流来识别故障是否发生在区内。目前，基于3/2接线方式的输电线路，3/2接线侧安装两个开关CT，工程中线路保护装置接入两个开关电流的和电流。极端情况下，当线路单侧充电期间发生母线故障时，故障电流从无故障母线流向故障母线，对于线路是穿越电流，正常情况下线路应该是无流，但当其中一个开关CT发生饱和时，线路就感受到了故障电流，就可能会引起差动保护误动作。目前，业内还没有一种能够解决3/2接线方式一个开关CT发生饱和导致输电线路差动保护误动的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止3/2接线方式单CT饱和引起光纤差动保护误动方法，用以提供一种能够解决3/2接线方式一个开关CT发生饱和导致输电线路差动保护误动的方法。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种防止3/2接线单CT饱和引起光纤差动保护误动的方法，步骤如下：

(1)将线路保护装置分别接入3/2接线侧的两个开关电流，采集运行期间每个采样点的本侧开关电流1采样值、本侧开关电流2采样值和对侧线路电流采样值；

(2)若连续三个或三个以上的采样点均满足启动条件时，判为故障发生；

(3)若故障发生后，连续三个或三个以上的采样点均不满足差动判别元件和相电流判别元件，则判断为区外故障，否则判断为区内故障；当判断为区内故障时，开放差动保护；当判断为别区外故障时，闭锁差动保护。

所述步骤(2)中启动条件的公式为：|iqd_k|＞1.25|iqd_k-2N|+0.4In；

所述步骤(3)中差动判别元件的公式为：

\{\begin{matrix} | {iop}_{k} | > 0.5 | {ires}_{k} | \\ | {iop}_{k} | > 0.3 I n \\ | {iop}_{k} - {iop}_{k - 2 N} | > 0.2 I n \end{matrix};

其中：iop_k＝|im1_k+im2_k+in_k|、ires_k＝|im1_k|+|im2_k|+|in_k|，im1、im2、in分别为本侧开关电流1采样值、本侧开关电流2采样值和对侧线路电流采样值，N为每周波采样点数，In为CT额定电流值。

所述步骤(2)中相电流判别元件的公式为：

\{\begin{matrix} | i m 1_{k} + i m 2_{k} | > 0.5 | i m 1_{k} - i m 2_{k} | \\ | i m 1_{k} | > 0.5 I n \\ | i m 2_{k} | > 0.5 I n \\ | {iop}_{k} | > 0.3 I n \end{matrix};

其中，im1、im2、in分别为本侧开关电流1采样值、本侧开关电流2采样值和对侧线路电流采样值，N为每周波采样点数，In为CT额定电流值。

步骤(2)中，判断故障发生时，将连续的三个或三个以上的采样点中第一个采样点为第一个启动点；所述步骤(3)中，差动判别元件和相电流判别元件涉及的三个或三个以上的采样点均是从所述第一个启动点开始起算。

满足启动条件120ms内对步骤(3)中判断出的区内故障和区外故障标志进行保持，并且120ms内不进行再次判别。

本发明的有益效果是：将线路保护装置同时引入3/2接线方式的边开关和中开关电流，先根据本侧两个开关电流和对侧线路电流判断故障是否发生，当故障发生且处于故障发生初期时，使用本侧两个开关电流和线路对侧电流构造差动判别用于识别区内外故障，同时又利用本侧两个开关电流相位关系的分CT电流判别辅助识别故障发生位置，当判为区内故障时，开放差动保护；当判为别区外故障时，闭锁差动保护，防止CT饱和期间引起差动保护误动作。差动判别和分CT电流判别配合使用，既保证了区外故障可靠识别，又可防止区内故障误判区外的问题。

进一步的，故障初期识别出的区内外故障特征，展宽一定的时间用于故障中后期保护逻辑，可有效防止区外故障未切除前由于CT饱和引起的差动保护误动作。

附图说明

图1是3/2接线方式输电线路区外故障示意图；

图2是本发明实施例的工作流程图；

图3是本发明实施例的取点方法图。

具体实施方式

下面结合附图1、2、3对本发明做进一步详细的说明。

本发明实施例的防止3/2接线方式单CT饱和引起光纤差动保护误动方法用于基于3/2接线方式的330kV及以上电压等级超高压以及特高压输电线路光纤差动保护中。3/2接线方式输电线路接线如图1所示，区内外判别模块的工作流程如图2所示，启动元件判启动取点方法如图3所示，方法包括以下步骤：

(1)、线路保护装置分别接入3/2接线侧两个开关的电流。

(2)、根据本侧两个开关电流和对侧线路电流计算k点、k-1点、k-2点的启动电流。

(3)、判别k点、k-1点、k-2点的启动电流是否满足启动公式，如果不满足启动条件，执行后续步骤，否则直接返回。启动公式为：

|iqd_k|＞1.25|iqd_k-2N|+0.4In(1)

im1、im2、in分别为本侧开关电流1采样值、本侧开关电流2采样值和对侧线路电流采样值。

N为每周波采样点数。

In为CT额定电流值。

(4)、判别k点、k-1点、k-2点中是否存在至少两点满足差动判别公式，满足条件时输出区内故障标志。差动判别公式为：

\{\begin{matrix} | {iop}_{k} | > 0.5 | {ires}_{k} | \\ | {iop}_{k} | > 0.3 I n \\ | {iop}_{k} - {iop}_{k - 2 N} | > 0.2 I n \end{matrix} - - - (2)

其中：iop_k＝|im1_k+im2_k+in_k|、ires_k＝|im1_k|+|im2_k|+|in_k|

(5)、当步骤(4)未判出区内时执行此步骤，否则直接跳过。判别k点、k-1点、k-2点中是否存在至少两点满足相电流判别公式，满足条件时输出区内故障标志。相电流判别公式为：

\{\begin{matrix} | i m 1_{k} + i m 2_{k} | > 0.5 | i m 1_{k} - i m 2_{k} | \\ | i m 1_{k} | > 0.5 I n \\ | i m 2_{k} | > 0.5 I n \\ | {iop}_{k} | > 0.3 I n \end{matrix} - - - (3)

为了确保区内外判别的准确性，需要确保对运行期间所有的采样点均进行判别，否则可能会错过CT饱和之前的线性传变时间，导致无法正确识别区内外故障。

基于差动判别方式的区内外判别在区长线路区内故障时因暂态电容电流的影响可能会误判为区外故障，此时采用分CT相电流判别来纠正差动方程造成区内故障误判区外故障的错误。

(6)、当启动元件启动后启动元件动作后连续启动的3个点中根据差动判别元件以及相电流判别元件均未判为区内故障时，就判为区外故障。

本实施例中，区内外判别元件只能在启动元件启动的前3个点投入，启动后120ms内对判出的区内故障和区外故障标志进行保持，并且启动120ms内不进行再次判别。故障初期识别出的区内外故障特征，展宽一定的时间用于故障中后期保护逻辑，可有效防止区外故障未切除前由于CT饱和引起的差动保护误动作。

作为其他实施方式，启动元件，差动判别元件，相电流判别元件等均可以采用现有技术中的其他具体公式进行替换。

在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种防止3/2接线单CT饱和引起光纤差动保护误动的方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的防止3/2接线单CT饱和引起光纤差动保护误动的方法，其特征在于：所述步骤(2)中启动条件的公式为：

3.根据权利要求1所述的防止3/2接线单CT饱和引起光纤差动保护误动的方法，其特征在于：所述步骤(3)中差动判别元件的公式为：

\{\begin{matrix} | i o p_{k} | > 0.5 | i r e s_{k} | \\ | i o p_{k} | > 0.3 I n \\ | i o p_{k} - i o p_{k - 2 N} | > 0.2 I n \end{matrix};

4.根据权利要求1或2或3所述的防止3/2接线单CT饱和引起光纤差动保护误动的方法，其特征在于：所述步骤(2)中相电流判别元件的公式为：

{\begin{matrix} | i m 1_{k} + i m 2_{k} | > 0.5 | i m 1_{k} - i m 2_{k} | \\ | i m 1_{k} | > 0.5 I n \\ | i m 2_{k} | > 0.5 I n \\ | {iop}_{k} | > 0.3 I n \end{matrix};

5.根据权利要求1所述的防止3/2接线单CT饱和引起光纤差动保护误动的方法，其特征在于：步骤(2)中，判断故障发生时，将连续的三个或三个以上的采样点中第一个采样点为第一个启动点；所述步骤(3)中，差动判别元件和相电流判别元件涉及的三个或三个以上的采样点均是从所述第一个启动点开始起算。

6.根据权利要求1所述的防止3/2接线单CT饱和引起光纤差动保护误动的方法，其特征在于：满足启动条件120ms内对步骤(3)中判断出的区内故障和区外故障标志进行保持，并且120ms内不进行再次判别。