专利名称：预测ct线性传变区的抗ct饱和采样值差动保护的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力系统检测保护方法，具体讲是涉及一种预测CT线性传 变区的抗CT饱和采样值差动保护，属于电力系统自动化控制技术领域。
背景技术：
为了保证电力系统安全运行，必须配备必要的自动保护装置，例如母线保 护装置等。鉴于目前保护在原理上对转换性故障无法快速动作，故必须设有能 够正确区分区外故障CT饱和与区内故障且快速判断转换性故障的判据。
在《高压电网继电保护原理与技术》(朱声石著中国电力出版社2005年 7月 第十四章第六节母线差动保护)和《电力系统继电保护原理》(贺家 李著中国电力出版社 2007年1月第八章第九节微机母线保护)中介 绍了现有技术中的判据原理。既往所用的饱和判据原理是
1、 根据动作电流和制动电流超过门槛的时间不同步性来区分区外故障CT 饱和与区内故障，例如时差法，就是判断故障后差动电流和制动电流超过门槛 的时间差；或者利用差动电流和制动电流变化量超过门槛的时间差，来判断是 区外故障还是区内故障。这些方案虽然可以判断出来故障后CT是否出现饱和， 但是对于各种转换性故障，这类方法就失效了，往往造成延时动作，从而对系 统造成较大损失。
2、 利用故障后谐波含量进行判断是区外故障还是区内故障。当CT处于饱 和状态，二次电流波形发生畸变，分析可以发现在畸变波形中有大量谐波存在， 其中以二次、三次谐波居多，可以根据故障后电流中谐波含量是否超过门槛来 区分区外故障、CT饱和还是区内故障。但是该方法易受到系统谐波影响，并且 当CT处于深度饱和时，谐波的含量变得很小，容易造成误判断。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能不受电力系统谐波 影响、适应各种饱和程度，能够准确、快速判断转换性故障的预测CT线性传变
区的抗CT饱和采样值差动保护方法。
为实现上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的
一种预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保护，其特征在于包括以
下步骤
(1) 、检测CT线性传变区；
(2) 、根据当前已知的CT线性传变区位置，预测一个周波后的线性传变区
位置；
(3) 、在预测的线性传变区内应用采样值差动判据进行判断；
(4) 、如果是区内故障，线性传变区判据不满足，保护动作；
(5) 、对于区外故障，如果区外故障发展到区内，采样值差动将动作出口； 如果故障仍然在区外，则继续上述的检测线性传变区预测、预测线性传变区及 在预测线性传变区进行采样值差动判断的保护判断流程，如此递推直至保护动 作或者启动返回。
前述的预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保护，其特征在于所述 的线性传变区，如果有连续的iV/6以上个采样点被判断为线性点，则判断该段 为线性传变区，其中iV为一个工频周波的采样点数。
前述的预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保护，其特征在于在所 述的步骤(3)中，故障发生后第一个线性传变区的判断采用时差法如果制动 电流突变量超过启动门槛，则判为故障启动，并记录启动时间，同时检测差动 电流，并记录达到启动门槛的时间；制动电流和差动电流的启动时间差如果大 于2ms则判断为区外故障CT饱和；第一个线性传变区之后的线性传变区判据 为G<^。，或^<^力，式中^为差电流采样值，"为预测线性区差电流门槛定 值，"为制动电流采样值，^为预测线性区制动系数；所述的第一个线性传变 区为差动电流启动时刻之前的2ms。
前述的预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保护，其特征在于选取 进行判断的差动动作判断窗长取为iV/2，其位置根据预测线性传变区选取预测 线性传变区由已知的线性传变区向后推延W个采样点得出，如果预测线性传变 区宽度小于W/2，则以预测线性传变区为中心，宽度左右对称拓展至iV/2作为
差动动作判断窗；如果预测线性传变区的长度大于AT/2，则差动动作判断窗在预 测线性传变区内逐点推移做计算，直至差动动作判断窗后沿与预测线性传变区 后沿相重合。
前述的预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保护，其特征在于所述 的采样值差动的判据为比例差动<f/d>t/dl ，式中。为差电流采样值，^为采样
值差动差电流门槛定值，^为制动电流采样值，^为采样值差动制动系数。
本发明的有益效果是本发明基于电力系统CT饱和的特征，根据CT线性 传变区和饱和区规律，提出预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保护算 法，能满足电力系统安全运行要求，能够正确、快速的判断CT饱和与转换性故 障。其判据不受电力系统运行参数变化的影响，不受电力系统谐波的影响；可 以准确的判断出转换性故障，并能够准确、快速动作。现有算法一般很做到准 确判断转换性故障并快速动作，通过分析CT线性传变区，并在预测线性传变区 内进行采样值差动计算，可以很好的做到这点，对于大多数的转换故障可以在 半个周波内动作；可以采用较低的整定值，由于采样值差动判断是在预测线性 传变区内进行的，所以可以采用较低的保护定值，如果有转换性故障保护可以 立即动作，如果没有转换性故障，保护不动作，从而具有较高的动作灵敏性和 可靠性，对转换性故障或是转换性故障伴随CT饱和都有鉴别能力；对CT饱和 程度适应能力强，对于CT浅度饱和能够快速动作，对于CT深度饱和能够可靠 闭锁。
本发明能够判断出CT饱和，在区外故障CT饱和转区内的情况下能够快速 动作；不受CT饱和程度的影响；对转换故障时CT是否饱和没有限制。
图1是本发明中说明线性传变区的周期性的示意图2是本发明中说明实际CT线性传变区小于7V/2时，如何取判断数据窗 的示意图3是本发明中说明实际CT线性传变区大于时，如何取判断数据窗 的示意图4是同相区外转区内CT稳态饱和时的示意图。
具体实施例方式
图l是本发明中说明线性传变区的周期性的示意图，CT饱和时，无论一次 电流有多大，CT都不会立即饱和，而是存在线性传变区，同样在电流过零点附 近也会出现线性传变区，线性传变区和饱和区在一个周期内是交替出现的，可 以根据当前已知的CT线性传变区位置预测一个周波后的线性传变区位置，并在 预测的线性传变区内应用采样值差动判据进行判断。
如果是区内故障，由于CT此时不存在线性传变区，保护会动作。
对于区外故障，如果区外故障发展到区内，采样值差动将动作出口。如果 故障仍然在区外，则利用实际的线性传变区预测下一次的线性传变区位置，如 此递推直至保护动作或者启动返回。
故障发生后第一个线性传变区的判断采用时差法。如果制动电流突变量超 过确定门槛，则判为故障启动，并记录启动时间，见式l，式中，W为一个工频 周波的采样点数，A:为当前采样时刻，/^为当前时刻电流采样值，/(^A9为^W 时刻电流采样值，27y)为A-27V时刻电流采样值，",^为制动电流突变量启动 门槛值，下文亦同。
+ (1) 同时检测差动电流，并记录达到启动门檻的时间，判据见式2，式中 为当前时刻差电流采样值，&tort为差动电流启动门槛值。
制动电流和差动电流的启动时间差如果大于2ms则判为区外故障CT饱 和。考虑到即使是深度CT饱和，通常也有2ms的线性传变区，因此可以将差 电流启动时刻之前的2ms作为第一个线性传变区。
第一个线性传变区之后的线性传变区判据见式3，式中^为差电流采样值， "为预测线性区差电流门槛值，^为制动电流采样值，^为预测线性区制动系 数。为防止饱和点误判为线性传变点，判据整定应比较严格，如果有连续
以上个釆样点判断为线性点，则判断该段为线性传变区。
考虑到实际线性传变区的位置受发展性故障电流相位变化和非周期分量衰 减时CT饱和深度变化等因素的影响，会有一定改变，和预测线性传变区不完全 一致。为保证采样值差动保护的可靠性，差动动作判断窗长取为7V/2。
差动动作判断窗的位置根据预测线性传变区选取。预测线性传变区由已知 的线性传变区向后推延7V个采样点(即一个周波)得出。如果预测线性传变区 宽度小于iV/2，则以预测线性传变区为中心，宽度左右对称拓展至W/2作为差 动判断窗。如果预测线性传变区的长度大于iV/2，则差动判断窗在预测线性传变 区内逐点推移做计算，直至差动判断窗后沿与预测线性传变区后沿相重合。如 图2、图3所示。图2是本发明中说明实际CT线性传变区小于7V/2时，如何取 判断数据窗的示意图；图3是本发明中说明实际CT线性传变区大于时， 如何取判断数据窗的示意图。
采样值差动的判据为比例差动，见式4，式中&为差电流釆样值，^为采样
值差动差电流门槛定值，^为制动电流采样值，^为采样值差动制动系数。<formula>formula see original document page 8</formula>
考虑到在预测线性传变区内判断，CT饱和威胁较低，制动系数^可以降低， 以提高同相转换和电源拉开相角等情况下区内故障的灵敏度。
如果采样值差动判断为区内故障，则直接出口。如果判据不动作，则继续 上述的检测CT线性传变区、预测线性传变区及在预测线性传变区进行采样值差 动判断的保护判断流程，直至保护动作或者整组返回。
CT稳态饱和的线性传变区在一个周波内交错出现两次，因此延时半个周波 即可判断出区内故障。CT暂态不对称饱和有可能一个周波内只有一个线性传变 区，但是多数CT非深度饱和的情况下，线性传变区较宽，仍可以加速动作。
区外故障CT饱和，检测差流和制动电流大于门槛的时间，闭锁保护。发生 转换性故障，在预测线性传变区内进行采样值差动计算，由于故障转到区内，
保护正确动作，如图4所示。
上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式 所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1、预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保护，其特征在于包括以下步骤(1)、检测CT线性传变区；(2)、根据当前已知的CT线性传变区位置，预测一个周波后的线性传变区位置；(3)、在预测的线性传变区内应用采样值差动判据进行判断；(4)、如果是区内故障，不存在线性传变区，保护动作；(5)、对于区外故障，如果区外故障发展到区内，采样值差动将动作出口；如果故障仍然在区外，则继续上述的检测线性传变区预测、预测线性传变区及在预测线性传变区进行采样值差动判断的保护判断流程，如此递推直至保护动作或者启动返回。
2、 根据权利要求1所述的预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保 护，其特征在于所述的线性传变区，如果有连续的7V/6以上个采样点被判断为 线性点，则判断该段为线性传变区，其中W为一个工频周波的采样点数。
3、 根据权利要求1所述的预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保 护，其特征在于在所述的步骤(3)中，故障发生后第一个线性传变区的判断采 用时差法如果制动电流突变量超过启动门槛，则判为故障启动，并记录启动 时间，同时检测差动电流，并记录达到启动门槛的时间；制动电流和差动电流 的启动时间差如果大于2ms则判断为区外故障CT饱和；第一个线性传变区之 后的线性传变区判据为/rf<W或^"&，式中^为差电流采样值，"为预测 线性区差电流门槛值，^为制动电流采样值，^为预测线性区制动系数；所述 的第一个线性传变区为差动电流启动时刻之前的2ms。
4、 根据权利要求1所述的预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保 护，其特征在于选取进行判断的差动动作判断窗长取为iV/2，其位置根据预测线性传变区选取预测线性传变区由已知的线性传变区向后推延W个采样点得出， 如果预测线性传变区宽度小于iV/2，则以预测线性传变区为中心，宽度左右对称 拓展至作为差动动作判断窗；如果预测线性传变区的长度大于iV/2，则差动动作判断窗在预测线性传变区内逐点推移做计算，直至差动动作判断窗后沿 与预测线性传变区后沿相重合。
5、根据权利要求1所述的预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保 护，其特征在于所述的采样值差动的判据为比例差动Pd>，，式中&为差电流采样值，^为采样值差动差电流门槛定值，u为制动电流采样值，b为采样 值差动制动系数。
全文摘要
本发明涉及一种预测CT线性传变区的抗CT饱和采样值差动保护，包括检测CT线性传变区；根据当前已知的线性传变区位置，预测一个周波后的线性传变区位置；在预测的线性传变区内应用采样值差动判据进行判断；如果是区内故障，不存在线性传变区，保护动作；对于区外故障，如果发展到区内，采样值差动将动作出口；如果故障仍然在区外，则继续上述的检测线性传变区预测、预测线性传变区及在预测线性传变区进行采样值差动判断的保护判断流程，如此递推直至保护动作或者启动返回。本发明能够判断出CT饱和，在区外故障CT饱和转区内的情况下能够快速动作；不受饱和程度的影响；对转换故障时CT是否饱和没有限制；具有较高的动作灵敏性和可靠性。
文档编号H02H7/26GK101183786SQ20071019006
公开日2008年5月21日 申请日期2007年11月16日 优先权日2007年11月16日
发明者刘小宝, 吴崇昊, 魏 戴 申请人:国电南瑞科技股份有限公司