CN116345388A - 一种防止并联电抗器空投时ct饱和差动保护误动的方法 - Google Patents

一种防止并联电抗器空投时ct饱和差动保护误动的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法。本发明方法在差动元件启动后，计算差流中直流含量，当直流含量大于门槛时，通过差电流和相电流的相位差判别CT是否发生饱和，相位差在设定范围之内则判为CT饱和闭锁差动保护。本发明够准确判别并联电抗器空投时产生的CT饱和，有效防止差动保护误动，同时不降低差动保护灵敏度，简单可靠，易于实现，具有广泛的适用性。

Description

一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体的说是一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法。
背景技术
目前，电力系统高压并联电抗器大量使用P级CT，P级CT暂态特性差。在并联电抗器空投时，由于并联电抗器的纯电抗特性，直流偏移电流衰减很慢。长时间直流偏移会导致P级CT处于完全饱和状态，饱和持续时间长，会持续数百毫秒不退出饱和，所以CT在一个工频周期内不存在线性传变区。而现有CT饱和检测原理均是通过检测每周波内的CT线性传变区进行识别，如传统的同步识别法和小区无差流等均无法识别CT完全饱和的情况。同时CT完全饱和后相电流和差流的谐波含量较低，通过检测谐波进行饱和识别的判据也将失效，所以在CT完全饱和情况下产生的差流将会导致并联电抗器差动保护误动。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法，避免CT完全饱和引起的差动保护误动。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法，包括以下步骤：
差动元件启动后，实时计算差流直流分量和差流基波有效值的比值，将所述比值与设定的直流含量门槛进行比较，判别差流直流分量含量高低；
实时计算差流和并联电抗器首端对应相电流的相角差，判别差流和首端相电流相角差是否在设定门槛范围内；
实时计算差流和并联电抗器末端对应相电流的相角差，判别差流和末端相电流相角差是否在设定门槛范围内；
当判别差流直流分量含量高，且差流和并联电抗器首末端对应相电流的相角差均在设定门槛范围内时，闭锁差动元件；否则开放差动元件。
所述差流直流分量和差流基波有效值由采样时刻前一周波内差流数据计算得到，每个采样时刻实时滚动计算。
所述判别差流直流分量含量高低，具体为：
所述差流直流分量和差流基波有效值的比值为kdc＝iddc/id1，其中，iddc为差流直流分量，id1为差流基波有效值；
当满足kdc>kset时，判为差流直流含量高，否则判为差流直流含量低；kset为设定的直流含量门槛。
所述差流的相角和并联电抗器首端对应相电流的相角均为其基波分量相角，差流和并联电抗器首端对应相电流的相角差为基波分量相角差，相角差测量范围选取-180°～180°。
所述判别差流和首端相电流相角差是否在设定门槛范围内，具体为：
α1<|arg(id/ihp)|<β1
其中，id为差流，ihp为并联电抗器首端对应相电流，|arg(id/ihp)|为差流和并联电抗器首端对应相电流的相角差的绝对值，α1和β1为设定的第一相角差门槛，且α1取值范围为45°～90°，β1取值范围为90°～135°。
所述差流的相角和并联电抗器末端对应相电流的相角均为其基波分量相角，差流和并联电抗器末端对应相电流的相角差为基波分量相角差，相角差测量范围选取-180°～180°。
所述判别差流和末端相电流相角差是否在设定门槛范围内，具体为：
α2<|arg(id/ilp)|<β2
其中，id为差流，ilp为并联电抗器末端对应相电流，|arg(id/ilp)|为差流和并联电抗器末端对应相电流的相角差的绝对值，α2和β2为设定的第二相角差门槛，且α2取值范围为45°～90°，β2取值范围为90°～135°。
所述差流直流分量、差流、并联电抗器首端对应相电流和并联电抗器末端对应相电流均为同一电流相别。
本发明具有以下优点及有益效果：
1、本发明根据并联电抗器空投时直流偏移引起的CT饱和特征，利用差流直流含量高，相电流和差流基波相角差为900左右等特点，当直流含量大于门槛且差电流和相电流的相位差在设定范围内时则判为CT饱和，从而闭锁并联电抗器差动保护。
2、本发明能够准确判别并联电抗器空投时产生的CT完全饱和，弥补常规CT饱和识别方法通过检测每周波内的CT线性传变区的不足，有效防止差动保护误动。
3、本发明不降低差动保护灵敏度，简单可靠，易于实现，此方法也可推广至其它保护中使用，具有广泛的适用性。
附图说明
图1是本发明实施例的方法流程图；
图2是本发明实施例中相角差arg(id/ihp)和arg(id/ilp)动作区间范围示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法具体包括如下步骤，如图1所示：
差动元件启动后，实时计算差流直流分量iddc和差流基波有效值id1的比值kdc，kdc＝iddc/id1；
进行差流直流分量含量判别，如下式：
kdc>kset； (1)
其中，kset为设定的直流含量门槛；kdc大于设定门槛kset时判为差流直流含量高，kset可取0.7～0.8。
实时计算差流id和并联电抗器首端对应相电流ihp的相角差arg(id/ihp)，实时计算差流id和并联电抗器末端对应相电流ilp的相角差arg(id/ilp)，相角差arg(id/ihp)和相角差arg(id/ilp)测量范围为-1800～1800。
进行相角差arg(id/ihp)和相角差arg(id/ilp)范围判别，如下式：
α1<|arg(id/ihp)|<β1； (2)
α2<|arg(id/ilp)|<β2； (3)
其中，|arg(id/ihp)|和|arg(id/ilp)|为相角差的绝对值；α1和β1为设定的第一相角差门槛，且α1取值范围为45°～90°，β1取值范围为90°～135°，例如α1可取为45°，β1可取为135°；α2和β2为设定的第二相角差门槛，且α2取值范围为45°～90°，β2取值范围为90°～135°。
满足式(2)、(3)的动作区域如图2所示，阴影区域为动作区间；
当差流直流含量高，同时arg(id/ihp)和arg(id/ilp)相角差绝对值在设定角度门槛范围内时，即同时满足公式(1)、(2)、(3)时闭锁并联电抗器差动元件，若公式(1)、(2)、(3)任一公式不满足则开放差动元件，即与门闭锁。差流直流分量、差流和首末端对应相电流均指同一电流相别。
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)

1.一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法，其特征在于，包括以下步骤：
差动元件启动后，实时计算差流直流分量和差流基波有效值的比值，将所述比值与设定的直流含量门槛进行比较，判别差流直流分量含量高低；
实时计算差流和并联电抗器首端对应相电流的相角差，判别差流和首端相电流相角差是否在设定门槛范围内；
实时计算差流和并联电抗器末端对应相电流的相角差，判别差流和末端相电流相角差是否在设定门槛范围内；
当判别差流直流分量含量高，且差流和并联电抗器首末端对应相电流的相角差均在设定门槛范围内时，闭锁差动元件；否则开放差动元件。
2.根据权利要求1所述的一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法，其特征在于，所述差流直流分量和差流基波有效值由采样时刻前一周波内差流数据计算得到，每个采样时刻实时滚动计算。
3.根据权利要求1所述的一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法，其特征在于，所述判别差流直流分量含量高低，具体为：
所述差流直流分量和差流基波有效值的比值为kdc＝iddc/id1，其中，iddc为差流直流分量，id1为差流基波有效值；
当满足kdc>kset时，判为差流直流含量高，否则判为差流直流含量低；kset为设定的直流含量门槛。
4.根据权利要求1所述的一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法，其特征在于，所述差流的相角和并联电抗器首端对应相电流的相角均为其基波分量相角，差流和并联电抗器首端对应相电流的相角差为基波分量相角差，相角差测量范围选取-180°～180°。
5.根据权利要求1所述的一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法，其特征在于，所述判别差流和首端相电流相角差是否在设定门槛范围内，具体为：
α1<|arg(id/ihp)|<β1
其中，id为差流，ihp为并联电抗器首端对应相电流，|arg(id/ihp)|为差流和并联电抗器首端对应相电流的相角差的绝对值，α1和β1为设定的第一相角差门槛，且α1取值范围为45°～90°，β1取值范围为90°～135°。
6.根据权利要求1所述的一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法，其特征在于，所述差流的相角和并联电抗器末端对应相电流的相角均为其基波分量相角，差流和并联电抗器末端对应相电流的相角差为基波分量相角差，相角差测量范围选取-180°～180°。
7.根据权利要求6所述的一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法，其特征在于，所述判别差流和末端相电流相角差是否在设定门槛范围内，具体为：
α2<|arg(id/ilp)|<β2
其中，id为差流，ilp为并联电抗器末端对应相电流，|arg(id/ilp)|为差流和并联电抗器末端对应相电流的相角差的绝对值，α2和β2为设定的第二相角差门槛，且α2取值范围为45°～90°，β2取值范围为90°～135°。
8.根据权利要求1所述的一种防止并联电抗器空投时CT饱和差动保护误动的方法，其特征在于，所述差流直流分量、差流、并联电抗器首端对应相电流和并联电抗器末端对应相电流均为同一电流相别。
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