CN1419327A - 发电机工频变化量比率差动保护方法 - Google Patents

Abstract

发电机工频变化量比率差动保护方法，用发电机微机保护装置的机端电流和中性点电流的工频变化量构成灵敏度很高的工频变化量比率差动元件，来检测常规稳态比率差动无法或很难反映的小电流故障：设有灵敏的工频变化量比例差动式。本发明只反映故障分量，不受发电机、变压器正常运行时负荷电流的影响、过渡电阻影响很小、采用高比率制动系数抗TA(电流互感器)饱和、采用浮动门槛技术保证在系统振荡和频率偏移等其他情况下，保护不误动。保护的灵敏度高，可靠性好。

Description

发电机工频变化量比率差动保护方法

一、技术领域

本发明涉及一种继电保护的方法，尤其是发电机工频变化量比率差动保护的方法。

二、背景技术

继电保护装置是电网包括发电机、变压器等大型装置安全运行的重要部件，发电机工频变化量比率差动保护完全反映差动电流及制动电流的变化量，不受正常运行时负荷电流的影响，可以灵敏地检测变压器、发电机内部轻微故障。同时工频变化量比率差动的制动系数取得较高，其耐受TA(电流互感器)饱和的能力较强。

目前现有发电机差动保护对保护机组内部轻微故障存在以下问题：

1)对于机组内部相间轻微故障，保护容易受负荷电流的影响，灵敏度低，特别是在重负荷的情况下可能无法动作。

2)内部相间故障由于故障点电势可能较低，故障时受过渡电阻影响较大。

3)现有方案如果要提高灵敏度，必然以损失可靠性为前提。

三、发明内容

1、本发明的目的是：提供一种新的发电机差动保护的方法，尤其是发电机工频变化量比率差动保护的方法，使其能够灵敏地动作于机组内部的轻微的相间故障，不受负荷影响，即使在重负荷下也能可靠动作，并且受过渡电阻影响较小，区外故障不会误动作。

2、本发明的目的是这样实现的：当发电机发生相间故障的时候，进入发电机微机保护装置的机端电流和中性点电流(忽略故障前的非工频分量)将由故障前的工频分量、故障分量中的工频分量和故障分量中的暂态成份三部分组成。故障分量中的暂态成份是由于工频成份的突然变化引起的，因此，一般来说工频成份与暂态成份之间有比较明确的关系，所以当发生相间故障的时候，即使是很轻微的相间故障，都可以只通过电流量的工频变化量来表征，而与负荷无关。

利用这个特点，用发电机微机保护装置的机端电流和中性点电流的工频变化量构成灵敏度很高的工频变化量比率差动元件，来检测常规稳态比率差动无法或很难反映的小电流故障。·灵敏的工频变化量比例差动公式如下：

其中：

ΔI_d：差电流工频变化量

      ΔI_d＝|ΔI₁+ΔI₂|

      ΔI₁，ΔI₂分别为发电机出口、发电机中性点电流的工频变化量

ΔI_r：制动电流工频变化量

      ΔIr＝max{|ΔI_1p|+|ΔI_2p|}

      ΔI_1p，ΔI_2p分别为发电机出口、发电机中性点相电流的工频变化量

ΔI_dt：浮动门坎，随着变化量输出增大而逐步自动提高。取1.25倍可保证门槛电压始终略高于不平衡输出，保证在系统振荡和频率偏移情况下，保护不误动。

ΔI_dth：固定门槛。

k₁，k₂：比率制动系数。一般k₁取0.50～～0.70，k₁取0.50～080，

n：拐点电流，一般取1.5～2.5倍额定电流。

程序中依次按每相判别，当满足以上条件时，比率差动动作。

本发明的动作特性图见图1：

本发明的逻辑框图见图2：

3、本发明的特点：

    -只反映故障分量，不受发电机、变压器正常运行时负荷电流的影响

    -过渡电阻影响很小

    -采用高比率制动系数抗TA(电流互感器)饱和

    -采用浮动门槛技术保证在系统振荡和频率偏移等其他情况下，保护

     不误动。

保护的灵敏度高，可靠性好。

总之，本发明首次将工频变化量比率差动原理引入到发电机、变压器保护中，利用该原理和逻辑实现的微机发电机、变压器保护提高了发电机、变压器内部轻微故障时保护的灵敏度，在区外故障、TA断线、系统振荡和频率偏移等异常工况下不会误动。

四、附图说明

图1为本发明工频变化量比率差动保护的动作特性图

图2为本发明工频变化量比率差动的逻辑框图

图1工频变化量比率差动保护的动作特性图中给出了本发明比率差动元件的动作区域，即差电流工频变化量ΔI_d在大于一定的阈值后才能使保护动作。图2中工频变化量比率差动的逻辑框图中：在工频变化量比率差动元件、差动保护硬压板投入和工频变化量比率差动软压板机投入的逻辑与判别后，先经TA瞬时断线判别，并经过差动变化量起动元件的逻辑与才使保护跳闸。

五、具体实施方式

发电机工频变化量比率差动保护方法，用微机保护装置来实现，微机保护装置已经是本技术领域常用的装置(可以参见本申请人的CN99114518和CN93114341等)。发电机变压器微机保护装置的机端电流和中性点电流的工频变化量构成灵敏度很高的工频变化量比率差动元件，来检测常规稳态比率差动无法或很难反映的小电流故障：·灵敏的工频变化量比例差动公式如上述：

ΔI_d：差电流工频变化量

      ΔI_d＝|ΔI₁+ΔI₂|

      ΔI₁，ΔI₂分别为发电机出口、发电机中性点电流的工频变化量

ΔI_r：制动电流工频变化量

      ΔIr＝max{|ΔI_1p|+|ΔI_2p|}

      ΔI_1p，ΔI_2p分别为发电机出口、发电机中性点相电流的工频变化量

ΔI_dt：浮动门坎，随着变化量输出增大而逐步自动提高。取1.25倍(亦可以在1.05-1.5的范围)可保证门槛电压始终略高于不平衡输出，保证在系统振荡和频率偏移情况下，保护不误动。

ΔI_dth：固定门槛。

程序中依次按每相判别，当满足以上条件时，比率差动动作。

Claims (2)

1、发电机工频变化量比率差动保护方法，其特征是用发电机微机保护装置的机端电流和中性点电流的工频变化量构成灵敏度很高的工频变化量比率差动元件，来检测常规稳态比率差动无法或很难反映的小电流故障：

灵敏的工频变化量比例差动公式如下：

其中：

  ΔI_d：差电流工频变化量

        ΔI_d＝|ΔI₁+ΔI₂|

        ΔI₁，ΔI₂分别为发电机出口、发电机中性点电流的工频变化量

  ΔI_r：制动电流工频变化量

        ΔIr＝max{ΔI_1p|+|ΔI_2p|}

        ΔI_1p，ΔI_2p分别为发电机出口、发电机中性点相电流的工频变化量

  ΔI_dt：浮动门坎，随着变化量输出增大而逐步自动提高。

  ΔI_dth：固定门槛。

  k₁，k₂：比率制动系数。一般k₁取0.50～0.70，k₁取0.50～080，

  n：拐点电流，一般取1.5～2.5倍额定电流。

  程序中依次按每相判别，当满足以上条件时，比率差动动作。

2、由权利要求1所述的发电机工频变化量比率差动保护方法，其特征是ΔI_dt：浮动门坎的系数取1.25倍可保证门槛电压始终略高于不平衡输出，保证在系统振荡和频率偏移情况下，保护不误动。