CN107800113A - 一种电流差动保护区外故障闭锁的方法、系统及解锁方法 - Google Patents

一种电流差动保护区外故障闭锁的方法、系统及解锁方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电流差动保护区外故障闭锁的方法、系统及解锁方法。其中，电流差动保护区外故障闭锁的方法包括：按照差动保护要求获得差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据，进而实时计算各侧断路器的采样功率故障分量；若某一侧断路器的采样功率故障分量为正值，则分别选出采样功率故障分量为正值和负值且绝对值均最大的断路器相应侧；若筛选出的电流故障分量正值和负值的绝对值分别作为电流差动动作量和电流差动制动量，同时满足电流差动动作条件，且在预设不超过半个采样周期的时间段内累计满足的次数在1～每个采样周期采样点数的一半，则认为本次故障属于区外故障，则进行闭锁电流差动保护动作。

Description

一种电流差动保护区外故障闭锁的方法、系统及解锁方法
技术领域
本发明涉及一种差动保护方法，尤其涉及一种电流差动保护区外故障闭锁的方法、系统及解锁方法。
背景技术
差动保护由于原理简单、反应灵敏、适用面广是电力系统中应用非常广泛的一种保护原理，但是当发生区外故障又存在CT饱和时，差动保护非常容易出现区外故障误动的情况。目前防止CT饱和引起差动保护误动的方法及其缺陷主要有：
1)基于区外故障时不会立即发生CT饱和的时差法，该方法在区外故障转区内故障时必须经过一定延时才能开放动作，此时对保护快速动作有一定影响；
2)通过二次谐波、三次谐波识别CT饱和的谐波制动法，该方法存在区内故障时也会误制动的缺陷；
3)识别CT饱和信号奇异性特征的小波法，该方法存在计算量大实时性差、以及边界效应难以明确界定的缺陷。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种电流差动保护区外故障闭锁的方法，其能够有效识别区外故障和区内故障，特别是能够防止CT饱和造成的区外故障时电流差动保护误动，具有原理简单、判别准确的优点。
本发明的一种电流差动保护区外故障闭锁的方法，包括：
按照差动保护要求获得差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据，进而实时计算各侧断路器的采样功率故障分量；
若某一侧断路器的采样功率故障分量为正值，则分别选出采样功率故障分量为正值和负值且绝对值均最大的断路器相应侧；若筛选出的电流故障分量正值和负值的绝对值分别作为电流差动动作量和电流差动制动量，同时满足电流差动动作条件，且在预设不超过半个采样周期的时间段内累计满足的次数在1～每个采样周期采样点数的一半，则认为本次故障属于区外故障，则进行闭锁电流差动保护动作。
进一步的，实时计算各侧断路器的采样功率故障分量的过程，包括：
根据差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据，得到相应侧断路器的采样功率；
根据相应侧断路器的当前点采样功率与前一采样周期的对应采样功率的差，得到相应侧断路器的采样功率故障分量。
进一步的，采样功率以从差动保护区内指向差动保护区外为正。
进一步的，断路器相应侧的电流故障分量的计算过程为：
根据相应侧断路器的当前点电流与前一采样周期的对应电流的差，得到断路器相应侧的电流故障分量。
本发明的第二目的是提供一种电流差动保护区外故障闭锁的系统。
本发明的一种电流差动保护区外故障闭锁的系统，包括：
数据采集器，其被配置为按照差动保护要求获得差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据；
处理器，其被配置为：根据电压电流同步采样数据，进而实时计算各侧断路器的采样功率故障分量；若某一侧断路器的采样功率故障分量为正值，则分别选出采样功率故障分量为正值和负值且绝对值均最大的断路器相应侧；若筛选出的电流故障分量正值和负值的绝对值分别作为电流差动动作量和电流差动制动量，同时满足电流差动动作条件，且在预设不超过半个采样周期的时间段内累计满足的次数在1～每个采样周期采样点数的一半，则认为本次故障属于区外故障，则进行闭锁电流差动保护动作。
进一步的，所述处理器还被配置为：
根据差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据，得到相应侧断路器的采样功率；
根据相应侧断路器的当前点采样功率与前一采样周期的对应采样功率的差，得到相应侧断路器的采样功率故障分量。
进一步的，采样功率以从差动保护区内指向差动保护区外为正。
进一步的，所述处理器还被配置为：
根据相应侧断路器的当前点电流与前一采样周期的对应电流的差，得到断路器相应侧的电流故障分量。
本发明的第三目的是提供一种解锁电流差动保护区外故障闭锁的系统的方法。
本发明的一种解锁电流差动保护区外故障闭锁的系统的方法，包括：
在区外故障已经闭锁电流差动的状态下，持续监测采样功率故障分量为正值且绝对值最大的断路器相应侧，若该侧的采样功率故障分量转变为负值，再选出采样功率故障分量为负值且绝对值最大的另外一侧；
以采样功率故障分量由正值转变为负值的断路器相应侧的电流故障分量作为电流差动动作量，以其他侧中采样功率故障分量为负值且绝对值最大的另外一侧的电流故障分量作为电流差动制动量同时也满足电流差动动作条件，且在预设不超过半个采样周期的时间段内累计满足的次数在1～每个采样周期采样点数的一半，则认为本次故障属于区外转区内故障，则解除电流差动保护闭锁状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明计算差动保护每一个断路器功率故障分量以及差动保护总的功率故障分量，通过判别功率故障分量的幅值和方向，能够有效识别区外故障和区内故障，特别是能够防止CT饱和造成的区外故障时电流差动保护误动，具有原理简单、判别准确的优点。
(2)对于区外转区内故障情况，由于区外故障时已经闭锁了电流差动保护，本发明同时还给出区外转区内故障时解除电流差动保护闭锁状态的方法，该方法具有原理简单、判别准确的优点。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的一种电流差动保护区外故障闭锁的方法流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1为本发明的一种电流差动保护区外故障闭锁的方法流程图。
如图1所示，本发明的一种电流差动保护区外故障闭锁的方法，包括：
步骤1：按照差动保护要求获得差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据，进而实时计算各侧断路器的采样功率故障分量。
其中，实时计算各侧断路器的采样功率故障分量的过程，包括：
根据差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据，得到相应侧断路器的采样功率；
根据相应侧断路器的当前点采样功率与前一采样周期的对应采样功率的差，得到相应侧断路器的采样功率故障分量。
计算各侧断路器的采样功率pm(k)＝um(k)×im(k)，采样功率以从差动保护区内指向差动保护区外为正；
其中：
m—断路器m(m为正整数)；
k—第k(k为正整数)采样点；
um(k)—断路器m处第k采样点时刻的电压采样值；
im(k)—断路器m处第k采样点时刻的电流采样值；
Pm(k)—断路器m处第k采样点时刻的功率采样值；
而且，采样功率以从差动保护区内指向差动保护区外为正。
其中，断路器相应侧的电流故障分量的计算过程为：
根据相应侧断路器的当前点电流与前一采样周期的对应电流的差，得到断路器相应侧的电流故障分量。
实时计算各侧断路器采样电流故障分量Δim(k)＝im(k)-im(k-N)；
其中：
m—断路器m(m为正整数)；
k—第k(k为正整数)采样点；
N—每周波采样点数；
im(k)—断路器m处第k采样点时刻的电流采样值；
im(k-N)—断路器m处第(k-N)采样点时刻的电流采样值；
Δim(k)—断路器m处第k采样点时刻的采样电流故障分量；
其中，N为采用一个采样周期内的采样点数。
各侧断路器的采样功率故障分量Δpm(k)＝pm(k)-pm(k-N)
其中：
m—断路器m(m为正整数)；
k—第k(k为正整数)采样点；
N—每周波采样点数；
Pm(k)—断路器m处第k采样点时刻的功率采样值；
Pm(k-N)—断路器m处第(k-N)采样点时刻的功率采样值；
ΔPm(k)—断路器m处第k采样点时刻的采样功率故障分量；
其中，N为采用一个采样周期内的采样点数。
步骤2：若某一侧断路器的采样功率故障分量为正值，则分别选出采样功率故障分量为正值和负值且绝对值均最大的断路器相应侧；若筛选出的电流故障分量正值和负值的绝对值分别作为电流差动动作量和电流差动制动量，同时满足电流差动动作条件，且在预设不超过半个采样周期的时间段内累计满足的次数在1～每个采样周期采样点数的一半，则认为本次故障属于区外故障，则进行闭锁电流差动保护动作。
具体地，如果某一侧断路器的采样功率故障分量为正值，选出采样功率故障分量为正值的最大一侧(假设为A侧)，再选出采样功率故障分量为负值的最大一侧(假设为B侧)，如果以A侧电流故障分量ΔiX(k)作为电流差动动作量、以B侧电流故障分量ΔiY(k)作为电流差动制动量同时也满足电流差动动作条件，在T时间段内(T不超过半个周波)累计满足X次(X为1到N/2的数，N为每周波采样点数)，则认为本次故障属于区外故障，闭锁电流差动保护动作。
本发明还提供了一种电流差动保护区外故障闭锁的系统。
本发明的一种电流差动保护区外故障闭锁的系统，包括：
数据采集器，其被配置为按照差动保护要求获得差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据；
处理器，其被配置为：根据电压电流同步采样数据，进而实时计算各侧断路器的采样功率故障分量；若某一侧断路器的采样功率故障分量为正值，则分别选出采样功率故障分量为正值和负值且绝对值均最大的断路器相应侧；若筛选出的电流故障分量正值和负值的绝对值分别作为电流差动动作量和电流差动制动量，同时满足电流差动动作条件，且在预设不超过半个采样周期的时间段内累计满足的次数在1～每个采样周期采样点数的一半，则认为本次故障属于区外故障，则进行闭锁电流差动保护动作。
其中，所述处理器还被配置为：
根据差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据，得到相应侧断路器的采样功率；
根据相应侧断路器的当前点采样功率与前一采样周期的对应采样功率的差，得到相应侧断路器的采样功率故障分量。
其中，采样功率以从差动保护区内指向差动保护区外为正。
具体地，所述处理器还被配置为：
根据相应侧断路器的当前点电流与前一采样周期的对应电流的差，得到断路器相应侧的电流故障分量。
本发明还提供了一种解锁电流差动保护区外故障闭锁的系统的方法。
本发明的一种解锁电流差动保护区外故障闭锁的系统的方法，包括：
在区外故障已经闭锁电流差动的状态下，持续监测采样功率故障分量为正值且绝对值最大的断路器相应侧，若该侧的采样功率故障分量转变为负值，再选出采样功率故障分量为负值且绝对值最大的另外一侧；
以采样功率故障分量由正值转变为负值的断路器相应侧的电流故障分量作为电流差动动作量，以其他侧中采样功率故障分量为负值且绝对值最大的另外一侧的电流故障分量作为电流差动制动量同时也满足电流差动动作条件，且在预设不超过半个采样周期的时间段内累计满足的次数在1～每个采样周期采样点数的一半，则认为本次故障属于区外转区内故障，则解除电流差动保护闭锁状态。
具体地，对于区外转区内故障情况，由于区外故障时已经闭锁了电流差动保护，本发明同时给出与闭锁条件等同权利要求的区外转区内故障时解除电流差动保护闭锁状态步骤如下：在区外故障已经闭锁电流差动的状态下，持续监测A侧断路器的采样功率故障分量，如果A侧的采样功率故障分量转变为负值，再选出采样功率故障分量为负值的最大的另外一侧(假设为C侧)，如果以A侧电流故障分量ΔiA(k)作为电流差动动作量、以C侧电流故障分量ΔiC(k)作为电流差动制动量同时也满足电流差动动作条件，在某一时间段内(T不超过半个周波)累计满足Y次(Y为1到N/2的数)，则认为本次故障属于区外转区内故障，解除电流差动保护闭锁状态。
本发明计算差动保护每一个断路器功率故障分量以及差动保护总的功率故障分量，通过判别功率故障分量的幅值和方向，能够有效识别区外故障和区内故障，特别是能够防止CT饱和造成的区外故障时电流差动保护误动，具有原理简单、判别准确的优点。
对于区外转区内故障情况，由于区外故障时已经闭锁了电流差动保护，本发明同时还给出区外转区内故障时解除电流差动保护闭锁状态的方法，该方法具有原理简单、判别准确的优点。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种电流差动保护区外故障闭锁的方法，其特征在于，包括：
按照差动保护要求获得差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据，进而实时计算各侧断路器的采样功率故障分量；
若某一侧断路器的采样功率故障分量为正值，则分别选出采样功率故障分量为正值和负值且绝对值均最大的断路器相应侧；若筛选出的电流故障分量正值和负值的绝对值分别作为电流差动动作量和电流差动制动量，同时满足电流差动动作条件，且在预设不超过半个采样周期的时间段内累计满足的次数在1～每个采样周期采样点数的一半，则认为本次故障属于区外故障，则进行闭锁电流差动保护动作。
2.如权利要求1所述的一种电流差动保护区外故障闭锁的方法，其特征在于，实时计算各侧断路器的采样功率故障分量的过程，包括：
根据差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据，得到相应侧断路器的采样功率；
根据相应侧断路器的当前点采样功率与前一采样周期的对应采样功率的差，得到相应侧断路器的采样功率故障分量。
3.如权利要求2所述的一种电流差动保护区外故障闭锁的方法，其特征在于，采样功率以从差动保护区内指向差动保护区外为正。
4.如权利要求1所述的一种电流差动保护区外故障闭锁的方法，其特征在于，断路器相应侧的电流故障分量的计算过程为：
根据相应侧断路器的当前点电流与前一采样周期的对应电流的差，得到断路器相应侧的电流故障分量。
5.一种电流差动保护区外故障闭锁的系统，其特征在于，包括：
数据采集器，其被配置为按照差动保护要求获得差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据；
处理器，其被配置为：根据电压电流同步采样数据，进而实时计算各侧断路器的采样功率故障分量；若某一侧断路器的采样功率故障分量为正值，则分别选出采样功率故障分量为正值和负值且绝对值均最大的断路器相应侧；若筛选出的电流故障分量正值和负值的绝对值分别作为电流差动动作量和电流差动制动量，同时满足电流差动动作条件，且在预设不超过半个采样周期的时间段内累计满足的次数在1～每个采样周期采样点数的一半，则认为本次故障属于区外故障，则进行闭锁电流差动保护动作。
6.如权利要求5所述的一种电流差动保护区外故障闭锁的系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
根据差动保护所有侧断路器处电压电流同步采样数据，得到相应侧断路器的采样功率；
根据相应侧断路器的当前点采样功率与前一采样周期的对应采样功率的差，得到相应侧断路器的采样功率故障分量。
7.如权利要求6所述的一种电流差动保护区外故障闭锁的系统，其特征在于，采样功率以从差动保护区内指向差动保护区外为正。
8.如权利要求5所述的一种电流差动保护区外故障闭锁的系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
根据相应侧断路器的当前点电流与前一采样周期的对应电流的差，得到断路器相应侧的电流故障分量。
9.一种解锁如权利要求5-8所述的电流差动保护区外故障闭锁的系统的方法，其特征在于，包括：
在区外故障已经闭锁电流差动的状态下，持续监测采样功率故障分量为正值且绝对值最大的断路器相应侧，若该侧的采样功率故障分量转变为负值，再选出采样功率故障分量为负值且绝对值最大的另外一侧；
以采样功率故障分量由正值转变为负值的断路器相应侧的电流故障分量作为电流差动动作量，以其他侧中采样功率故障分量为负值且绝对值最大的另外一侧的电流故障分量作为电流差动制动量同时也满足电流差动动作条件，且在预设不超过半个采样周期的时间段内累计满足的次数在1～每个采样周期采样点数的一半，则认为本次故障属于区外转区内故障，则解除电流差动保护闭锁状态。
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