CN107611938A - 一种母线保护区分高阻故障和ct断线的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，首先采集母线上各个支路的电流和母线电压，然后计算并统计制动电流向上突变相数量，差流相数量，零序支路数量以及存在低电流相的支路数量，并记录差流相别和存在低电流的相别，根据统计和计算结果进行CT断线判别。本发明在母线保护判断CT断线时，增加了母线零序和负序电压及其突变量的判断，增加了支路零序电流占差流比例的判断内容，提高了区分CT断线和高阻故障的能力，提高了CT断线判断的准确度，增加了母线保护的可靠性。

Description

一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法

技术领域

本发明涉及一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，属于电力系统母线保护技术领域。

背景技术

母线差动保护由于其较高的可靠性，快速性，在母线保护中作为主保护广泛使用。由于二次回路异常导致保护装置无法正确采样视为CT断线，母线保护应该正确的识别CT断线，并闭锁差动保护，否则因为断线后产生差流可能导致母线保护误动作，威胁电网的安全。

目前主流的母线保护CT断线识别方法是采样延时差流慢速判据，在保护没有启动的情况下，当某相的大差差流超过CT断线定值并持续一定时间后，保护认为CT断线，闭锁相应相的差动保护。但是在高阻故障时，可能存在差流达不到差动定值，但是达到了CT断线定值，经过延时后保护误判为CT断线从而闭锁差动，随着故障的发展，故障电流增大，但是因为CT断线闭锁差动，造成母线保护拒动。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明提供一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，通过电压、电流值的特征进行CT断线的识别，有效防止因高阻故障导致保护误判为CT断线而拒动。

为达到以上目的，本发明采用以下技术方案来实现。

本发明采用的技术方案为：一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，包括以下步骤：

1)进行数据采集，采集母线上各个支路的电流在有电压接入的母线保护中同时采集母线上的电压其中，n＝1,2,3…为支路的序号，为相别；

2)计算母线各相的差流，计算制动电流，计算制动电流的突变量，计算3倍零序电压与前一周波的变化量，计算负序电压与前一周波的变化量以及计算各个支路的零序电流；

3)判断制动电流向上突变相数量，判断电压动作，判断差流相数量，判断零序支路数量，并对零序电流满足的支路，判断是否存在低电流相的支路，其中，制动电流向上突变相记为差流相记为零序支路记为存在低电流相的支路记为

4)统计制动电流向上突变相数量统计差流相数量统计零序支路数量统计存在低电流相的支路数量

5)进行CT断线判别；

6)在步骤5)CT断线判别满足持续0.5秒后，判断CT断线动作，闭锁差动保护。

前述的步骤2)中，

各相差流的计算公式为：

制动电流的计算公式为：

制动电流的突变量的计算公式为：

3倍零序电压与前一周波的变化量Δ3U₀的计算公式为：

Δ3U₀＝|3U₀|-|3U_0-T| (4)

负序电压与前一周波的变化量ΔU₂的计算公式为：

ΔU₂＝|U₂|-|U_2-T| (5)

各个支路的零序电流的计算公式为：

其中，为前一周波的制动电流，U₁为母线电压的正序电压，3U₀为3倍零序电压，U₂为负序电压，3U_0-T为前一周波的3倍零序电压，U_2-T为前一周波的负序电压，分别为n支路A、B、C相的电流采样值。

前述的步骤3)中，

若则记录该相制动量向上突变，记为其中,I_setf为突变量门槛内部定值；

在有电压接入的母线保护中，若U₁<U_set1、U₀>U_set2、U₂>U_set2、ΔU₀>U_set3、ΔU₂>U_set3中任一不等式满足，则记录电压动作，记为VOT＝1，其中，U_set1，U_set2，U_set3为内部定值；

若差流大于CT断线定值：则记录该相差流超标，记为并记录差流相别其中，I_set1为CT断线整定值；

对母线所接支路依次进行判断，若零序电流大于内部定值：并且该支路零序电流大于k倍的母线差流，则记录该支路零序电流满足，记为其中，I_set0为内部定值，k为比例系数；

对于零序电流满足的支路，即的支路判断是否存在低电流相，将其三相傅氏电流幅值 按照从大到小排序赋值于和若且则记录并记录的相别，所述三相傅氏电流幅值是按照步骤(1)中采集的电流经过傅氏计算后得到的基波有效值；其中，k₁，k₂为比例系数。

前述的突变量门槛内部定值I_setf取0.2-0.4倍差动启动定值。

前述的U_set1取0.7倍额定电压U_n，U_set2取1V，U_set3取0.5V。

前述的I_set0取0.05-0.1倍额定电流。

前述的k取0.6-0.9，k₁取0.1-0.6，k₂取0.7-1。

前述的5)进行CT断线判别条件为：

若制动电流向上突变相的数量N₁>0或者电压动作标志VOT＝1，则认为不符合CT断线特征，停止CT断线的判断；

若差流相数量N₂＝1，零序电流支路数量N₃＝1，低电流相的支路数量N₄＝1，并且步骤3)中记录的差流相别与支路低电流的相别相别相同，则认为符合CT断线条件。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

在母线保护判断CT断线时，增加了母线零序和负序电压及其突变量的判断，增加了支路零序电流占差流比例的判断内容，提高了区分CT断线和高阻故障的能力，提高了CT断线判断的准确度，增加了母线保护的可靠性。

附图说明

图1为本发明的母线保护区分高阻故障和CT断线的方法流程图；

图2为没有电压接入的母线保护(3/2接线母线)的高阻故障波形图；

图3为有电压接入的母线保护的高阻故障波形图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，包括以下步骤：

(1)数据采集，

首先采集母线上各个支路的电流在有电压接入的母线保护中同时采集母线上的电压

(2)数据计算，

按照公式(1)计算母线的各相的差流按照公式(2)计算制动电流按照公式(3)计算制动电流的突变量

其中，n＝1,2,3…为支路的序号，为相别，为前一周波的制动电流。

在有电压采集的母线保护中，按照序分量法计算母线电压的正序电压U₁、3倍零序电压3U₀和负序电压U₂，以及按照式(4)计算零序电压与前一周波的变化量Δ3U₀，以及按照式(5)计算负序电压与前一周波的变化量ΔU₂，

Δ3U₀＝|3U₀|-|3U_0-T| (4)

ΔU₂＝|U₂|-|U_2-T| (5)

其中，3U_0-T为前一周波的3倍零序电压，U_2-T为前一周波的负序电压。

按照式(6)计算各个支路的零序电流即每个支路三相电流之和，其中，分别为该支路A、B、C相的电流采样值。

(3)数据处理

判断制动电流向上突变相数量，若则记录该相制动量向上突变，记为 其中,I_setf为突变量门槛内部定值，一般取0.2-0.4倍差动启动定值。

在有电压接入的母线保护中，若U₁<U_set1、U₀>U_set2、U₂>U_set2、ΔU₀>U_set3、ΔU₂>U_set3中任一不等式满足(U_set1为内部定值一般取0.7倍额定电压U_n，U_set2一般取1V，U_set3一般取0.5V)，则记录电压动作，记为VOT＝1。

判断差流相数量，若差流大于CT断线定值，(I_set1为CT断线整定值)，则记录该相差流超标，记为并记录差流相别

判断零序支路数量，对母线所接支路依次进行判断，若零序电流大于内部定值，(I_set0为内部定值，一般取0.05-0.1倍额定电流)，并且该支路零序电流大于k倍的母线差流，(k为比例系数，一般取0.6-0.9)，则记录该支路零序电流满足，记为

对于零序电流满足的支路，即的支路判断是否存在低电流相，将其三相傅氏电流幅值 按照从大到小排序赋值于和若且(k₁，k₂为比例系数，k₁取0.1-0.6，k₂取0.7-1)，则记录并记录的相别。三相傅氏电流幅值 是按照步骤(1)中采集的电流经过傅氏计算后得到的基波有效值。

(4)数据统计

对步骤(3)中的处理结果进行统计。统计制动电流向上突变相的数量差流相数量零序电流支路数量存在低电流相的支路数量

(5)CT断线判断

针对步骤(3)和(4)中计算和统计的数据进行CT断线判别：

若制动电流向上突变相的数量N₁>0或者电压动作标志VOT＝1，则认为不符合CT断线特征，停止CT断线的判断。

若差流相数量N₂＝1，零序电流支路数量N₃＝1，低电流相的支路数量N₄＝1，并且步骤(3)中记录的差流相别与支路低电流的相别相别相同，则认为符合CT断线条件。

在步骤(5)条件满足持续0.5秒后，判断CT断线动作，闭锁差动保护。

图2为没有电压接入的母线保护(3/2接线母线)的高阻故障波形图，如图2所示，高阻故障后，支路的零序电流条件不满足CT断线判据，保护有效识别出高阻故障。

图3为有电压接入的母线保护的高阻故障波形图，如图3所示，高阻故障后，母线电压发生变化，零序和负序电压不满足这CT断线电压条件，保护有效识别出高阻故障。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)进行数据采集，采集母线上各个支路的电流在有电压接入的母线保护中同时采集母线上的电压其中，n＝1,2,3…为支路的序号，为相别；

2)计算母线各相的差流，计算制动电流，计算制动电流的突变量，计算3倍零序电压与前一周波的变化量，计算负序电压与前一周波的变化量以及计算各个支路的零序电流；

3)判断制动电流向上突变相数量，判断电压动作，判断差流相数量，判断零序支路数量，并对零序电流满足的支路，判断是否存在低电流相的支路，其中，制动电流向上突变相记为差流相记为零序支路记为存在低电流相的支路记为

4)统计制动电流向上突变相数量统计差流相数量统计零序支路数量统计存在低电流相的支路数量

5)进行CT断线判别；

6)在步骤5)CT断线判别满足持续0.5秒后，判断CT断线动作，闭锁差动保护。

2.根据权利要求1所述的一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，其特征在于，所述步骤2)中，

各相差流的计算公式为：

制动电流的计算公式为：

制动电流的突变量的计算公式为：

3倍零序电压与前一周波的变化量Δ3U₀的计算公式为：

Δ3U₀＝|3U₀|-|3U_0-T| (4)

负序电压与前一周波的变化量ΔU₂的计算公式为：

ΔU₂＝|U₂|-|U_2-T| (5)

各个支路的零序电流的计算公式为：

其中，为前一周波的制动电流，U₁为母线电压的正序电压，3U₀为3倍零序电压，U₂为负序电压，3U_0-T为前一周波的3倍零序电压，U_2-T为前一周波的负序电压，分别为n支路A、B、C相的电流采样值。

3.根据权利要求2所述的一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，其特征在于，所述步骤3)中，

若则记录该相制动量向上突变，记为其中,I_setf为突变量门槛内部定值；

在有电压接入的母线保护中，若U₁<U_set1、U₀>U_set2、U₂>U_set2、ΔU₀>U_set3、ΔU₂>U_set3中任一不等式满足，则记录电压动作，记为VOT＝1，其中，U_set1，U_set2，U_set3为内部定值；

若差流大于CT断线定值：则记录该相差流超标，记为并记录差流相别其中，I_set1为CT断线整定值；

对母线所接支路依次进行判断，若零序电流大于内部定值：并且该支路零序电流大于k倍的母线差流，则记录该支路零序电流满足，记为其中，I_set0为内部定值，k为比例系数；

对于零序电流满足的支路，即的支路判断是否存在低电流相，将其三相傅氏电流幅值 按照从大到小排序赋值于和若且则记录并记录的相别，所述三相傅氏电流幅值是按照步骤(1)中采集的电流经过傅氏计算后得到的基波有效值；其中，k₁，k₂为比例系数。

4.根据权利要求3所述的一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，其特征在于，所述突变量门槛内部定值I_setf取0.2-0.4倍差动启动定值。

5.根据权利要求3所述的一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，其特征在于，所述U_set1取0.7倍额定电压U_n，U_set2取1V，U_set3取0.5V。

6.根据权利要求3所述的一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，其特征在于，所述I_set0取0.05-0.1倍额定电流。

7.根据权利要求3所述的一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，其特征在于，所述k取0.6-0.9，k₁取0.1-0.6，k₂取0.7-1。

8.根据权利要求3所述的一种母线保护区分高阻故障和CT断线的方法，其特征在于，所述步骤5)进行CT断线判别条件为：

若制动电流向上突变相的数量N₁>0或者电压动作标志VOT＝1，则认为不符合CT断线特征，停止CT断线的判断；

若差流相数量N₂＝1，零序电流支路数量N₃＝1，低电流相的支路数量N₄＝1，并且步骤3)中记录的差流相别与支路低电流的相别相别相同，则认为符合CT断线条件。