CN106451328B - 自适应断路器失灵保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应断路器失灵保护方法，要解决的技术问题是防止电流互感器二次拖尾电流引起断路器失灵保护误动。本发明采用以下技术方案：一种自适应断路器失灵保护方法，包括以下步骤：判断电流互感器二次拖尾电流，计算二次相电流中直流分量幅值与基波电流幅值的比值，判断调整失灵保护动作电流门槛值。本发明与现有技术相比,计算二次相电流中直流分量幅值与基波电流幅值的比值，判断电流互感器二次拖尾电流，断路器保护装置根据直流分量幅值与基波电流幅值的比值确定调整失灵保护动作电流门槛值，防止误动，有效解决了失灵保护的速动性与可靠性之间的矛盾，使电力系统稳定工作，具有快速识别、准确度高、可靠性高的优点。

Description

自适应断路器失灵保护方法

技术领域

本发明涉及一种电力系统继电保护方法,特别是一种断路器的失灵保护方法。

背景技术

随着电网建设的不断发展，电压等级的不断提高，电网的稳定极限越来越短。目前断路器的失灵保护动作延时为200ms左右，时间偏长，容易造成电力系统失稳。因此断路器失灵保护的动作延时需要尽可能缩短。但是动作延时太小可能会躲不过电流互感器二次拖尾电流的衰减时间。当断路器断开后，由于此时断路器激磁绕组、电流互感器副边绕组和电流互感器所带二次负荷形成回路并释放断路器断开时储存在电流一次回路电感中的能量，电流互感器副边绕组仍然存在衰减的非周期电流分量，这种现象称为电流互感器二次拖尾电流。特别是在电流高值时断开断路器，电流互感器二次拖尾电流较大，衰减时间较长，容易造成二次电流值大于断路器失灵保护动作电流定值，使得断路器失灵保护误动作。在以往断路器失灵保护动作延时较长的情况下，电流互感器二次拖尾电流往往都已经完全衰减，不会对断路器失灵保护造成影响。但是如果失灵保护动作延时进一步缩短，就必须区分电流互感器二次拖尾电流，以减少失灵保护动作延时减少对断路器失灵保护的影响，这样，失灵保护的速动性与可靠性之间的矛盾愈加突出。现有技术采用过零点检测的方法，该方式法的数据窗较长、准确度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种自适应断路器失灵保护方法，要解决的技术问题是防止电流互感器二次拖尾电流引起断路器失灵保护误动。

本发明采用以下技术方案：一种自适应断路器失灵保护方法，包括以下步骤：

一、判断电流互感器二次拖尾电流，计算二次相电流中直流分量幅值与基波电流幅值的比值K：

I_ZL为二次相电流的直流分量幅值，I₁为二次相电流基波电流幅值；

二、判断调整失灵保护动作电流门槛值：

I_set为原有的断路器保护装置的保护动作电流定值。

本发明的次相电流的直流分量幅值I_ZL为：

二次相电流基波电流幅值I₁为：

N为一个工频周期的采样点数，为20-96点，x_n表示第n个采样点的电流瞬时值。

本发明的自适应断路器失灵保护方法，用于电力系统工作频率50Hz或60Hz、220kV以上电压等级的3/2接线的断路器保护装置。

本发明与现有技术相比,计算二次相电流中直流分量幅值与基波电流幅值的比值，判断电流互感器二次拖尾电流，断路器保护装置根据直流分量幅值与基波电流幅值的比值确定调整失灵保护动作电流门槛值，防止误动，有效解决了失灵保护的速动性与可靠性之间的矛盾，使电力系统稳定工作，具有快速识别、准确度高、可靠性高的优点。

附图说明

图1是本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的自适应断路器失灵保护方法，适用于电力系统工作频率50Hz或60Hz、220kV以上电压等级的3/2接线的断路器保护装置。如图1所示，包括以下步骤：

一、检测二次电流中直流分量的比例，判断电流互感器CT二次拖尾电流。

根据电流互感器二次电流中直流分量幅值与基波电流幅值的比值，判断是否存在可能引起断路器失灵保护误动的电流互感器二次拖尾电流。

计算二次相电流中直流分量幅值与基波电流幅值的比值K：

式(1)中，I_ZL为二次相电流的直流分量幅值，I₁为二次相电流基波电流幅值。算式如下：

式(2)和式(3)中，N表示一个工频周期的采样点数，为20-96点,x_n表示第n个采样点的电流瞬时值，i为虚数单位。

由于CT二次拖尾电流的基本特征为衰减的直流分量，直流分量较大，基波交流分量很小。而在电力系统常规故障电流中，以基波交流分量为主，其中的直流分量幅值不会大于基波电流幅值。因此，计算二次相电流中直流分量幅值与基波电流幅值的比值关系(K值)，可用于表征故障电流的性质，K值越大，一次故障电流特征越不明显，K值越小一次故障电流特征越明显。

对于常规的故障电流，理论计算的K≤1.0，取可靠系数1.2。当K≤1.2时，说明当前不存在可能引起断路器失灵保护误动的电流互感器二次拖尾电流；当K>1.2时，说明当前存在可能引起断路器失灵保护误动的电流互感器二次拖尾电流。

二、断路器保护装置根据K值，判断调整失灵保护动作电流门槛值。

当K值较大时，则二次电流中存在可能引起断路器失灵保护误动的二次拖尾电流，此时提高断路器失灵保护动作电流门槛值，可有效防止二次拖尾电流造成断路器保护装置误动作。

根据K值，断路器保护装置失灵保护动作电流门槛值为：

式(4)中，I_set为原有的断路器保护装置的保护动作电流定值。

K为二次相电流中直流分量幅值与基波电流幅值的比值，当K>1.2时，门槛值的放大倍数取为1+(K-1.2)＝(K-0.2)。

将本发明的自适应断路器失灵保护方法，应用在长园深瑞继保自动化有限公司PRS-721A(V1.01)断路器保护装置上，进行测试，220kV电压等级的3/2接线的断路器，N根据断路器保护装置的运算能力，为每周期20点采样，实验结果显示，在50ms、100ms、200ms、300m失灵保护动作延时的条件下，断路器切开10ms后K为3左右，20ms时K为2000～5000，本发明的方法均能够在断路器切除10～20ms内正确识别电流互感器二次拖尾电流，取得了好的技术效果。

本发明的方法对电流互感器二次拖尾电流进行有效识别后，如果存在可能引起断路器失灵保护误动的电流互感器二次拖尾电流，断路器保护装置则调整保护动作电流门槛值，如果不存在可能引起断路器失灵保护误动的电流互感器二次拖尾电流，则断路器失灵保护动作电流门槛值保持不变。由于本发明的方法可有效快速识别CT二次拖尾电流，并使用提高动作门槛值的方法防止误动，同时K值的可靠系数门槛值也可保证常规故障电流不被误判，有效解决了失灵保护的速动性与可靠性之间的矛盾。

Claims (3)

1.一种自适应断路器失灵保护方法，包括以下步骤：

一、判断电流互感器二次拖尾电流，计算二次相电流中直流分量幅值与基波电流幅值的比值K：

I_ZL为二次相电流的直流分量幅值，I₁为二次相电流基波电流幅值；

二、判断调整失灵保护动作电流门槛值：

I_set为原有的断路器保护装置的保护动作电流定值。

2.根据权利要求1所述的自适应断路器失灵保护方法，其特征在于：所述二次相电流的直流分量幅值I_ZL为：

二次相电流基波电流幅值I₁为：

N为一个工频周期的采样点数，为20-96点，x_n表示第n个采样点的电流瞬时值。

3.根据权利要求1或2所述的自适应断路器失灵保护方法，其特征在于：所述自适应断路器失灵保护方法，用于电力系统工作频率50Hz或60Hz、220kV以上电压等级的3/2接线的断路器保护装置。