专利名称：防止非故障相二次电流突变导致线路纵差保护误动的方法
技术领域：
本发明涉及电力系统线路纵差保护CT饱和判别，尤其是涉及一种防止单相故障 非故障相二次电流突变(CT饱和)时线路纵差保护不正确动作的方法。
背景技术：
区外故障CT饱和问题是影响电流差动保护性能的主要因素之一。为防止区外故 障CT饱和差动保护误动，国内外保护装置均有成熟的抗CT饱和判据，如异步法、波形识别 法等，确保线路差动保护在CT饱和时差动保护不会误动。但近几年国内电网一些地区现场实际运行过程中，当母线或线路发生单相故障 后，非故障相二次侧出现突变电流(参见附
图1)，非故障相电流差动保护出现了不正确动作 的行为。分析、归纳故障案例的共同特征，得到
1.区内单相故障，非故障相出现几个周波的尖顶波电流，非故障相满足电流差动保护 判据，分相电流差动发生三相跳间不重合(误选相)。2.区外单相故障，非故障相出现几个周波的尖顶波电流，非故障相满足电流动作 判据，保护越级误动。这两种现象都是非故障相差动保护发生误动的行为。试验人员在现场调研过程中 逐项排除线路互感、助增电流、保护装置及二次回路缺陷等因素的影响，分析保护及二次回 路的接线，校核保护装置的动作行为，从解析现场提取的故障录波信息着手，根据现场动作 电流和电压波形，当母线或线路发生单相故障，故障相短路电流不是很大，如为额定电流的 5-6倍左右，但伴有很大的衰减的非周期直流分量，故障相的电流互感器二次侧并没有发 生明显的饱和，但是非故障相会出现2-3个周波的尖顶波的毛刺突变电流，突变电流的方 向和故障相短路电流的方向基本反相，非故障相电流产生畸变，非故障相差动电流满足比 率制动判据，参见袁宇波等.《电流互感器相间电流互串对差动保护的影响》.电力系统自 动化，2010，34(21) :65-68。由于非故障相故障起动和电流差动保护同时动作，异步法失 效，判为区内故障，没有闭锁差动保护，非故障相误动。对于区内单相故障，非故障相发生动 作使得分相电流差动保护三相跳间不重合。对于区外单相故障，非故障相将发生越级跳闸 行为，造成事故断电范围的进一步扩大。由于现在国内外保护装置抗CT饱和的方法主要是利用故障后CT并不能立刻进 入饱和状态，有一段线性的工作区(时差法，异步法)，利用这个特点识别区内外故障。而对 于二次电流突变此种故障特征，故障起动和电流差动同时动作，保护装置判为区内故障，没 有检测到CT饱和，发生非故障相误动的行为。目前尚未发现有线路电流差动保护防止单相故障非故障相二次电流突变时误动 的判据报导。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，解决线路电流差动保护在单相故障非故障相二次电流突变情况下保护不正确动作的情况(区内故障误选相，区外故障误动)。本发明解决其技术问题所采用的技术方案具体包括如下几个部分 (1)非故障相二次突变电流成因的分析与电气量特征
当不考虑非故障相负荷电流时，可建立如附图2所示的等效电路来模拟现场实际回 路。当A相发生故障时，故障电流ia在η线电阻1 上建立相应的电压
un = unDC+unAC=iaDC Rn + iaAC Rn................................. (1)
其中非周期电流分量产生的是imDC，周期电流分量产生的是imAC。如果忽略装置小CT 阻抗，可以认为un是施加在B、C相TA 二次绕组上的励磁电压。由电磁感应定律可知
tS
ι/f= ^(0) + luJ/)di = ++1^(^ ……(2)
0 0 0
也就是CT的磁链等于初始磁链加上励磁电压对于时间的积分。由于unAC是周期分量， 所以在一个周期里，unAC产生的磁链=0，在短路电流不大的情况下，不是产生突变电流的 主要原因。非周期分量imDC产生的磁链在整个衰减时间内是逐渐累加的，当逐渐累加的磁 链超过电流互感器励磁电压拐点值时，就会产生一个突然变大的励磁电流，也就是附图1 中可见的突变电流。且由于in和ia反向，所以in在1 上所产生的电压un (非故障相的 励磁电压)也和ia反向，因此，非故障相励磁电流(即突变电流)基本上和非故障相电流反 向，现场故障录波图验证了该结论。值得注意的是，当非周期分量衰减到较小的时候，η线电阻的非周期分量unDC不 起主要作用，而交流短路电流对CT的去磁作用，将非故障相的励磁电压拉至小于拐点电压 数值，非故障相二次突变电流随之消失。试验表明，故障电流中非周期分量越大，衰减时间常数越大，CT 二次回路中η线 电阻越大，越容易产生非故障相二次突变电流。非故障相二次突变电流的谐波含量远大于故障相(附表1)；非故障相二次突变电 流方向与故障相电流反向；非故障相二次突变电流存在间断性；非故障相电压变化很小； 非故障相差流小于故障相差流。表1非故障相故障波形的谐波分量
最大有效值占基波比例基波10.9039Α二次谐波1. 0548Α9. 7%三次谐波1.1166Α10. 2%四次谐波0.3449Α3. 2%五次谐波0. 42854%B相最大有效值占基波比例基波0. 4333Α二次谐波0. 2279Α52. 6%三次谐波0. 1352Α31. 2%四次谐波0. 0817Α18. 9%五次谐波0. 07Α16. 2%C相最大有效值占基波比例
权利要求
1.防止非故障相二次电流突变导致线路纵差保护误动的方法，其特征在于，包括以下 步骤1)测量相差动电流H为 相制动电流；2)当满足式(3)时，则排除了非故障相二次电流突变的情况，开放该相差动继电器，
2.根据权利要求1所述的防止非故障相二次电流突变导致线路纵差保护误动的方法， 其特征在于，当满足式(4)时，开放该相差动继电器，
3.根据权利要求1所述的防止非故障相二次电流突变导致线路纵差保护误动的方法， 其特征在于，当满足式(5)时，开放该相差动继电器，
全文摘要
防止非故障相二次电流突变导致线路纵差保护误动的方法，包括以下步骤1)测量相差动电流，为相制动电流；2)当同时满足式时，则排除了非故障相二次电流突变的情况，开放该相差动继电器。 式中为相差动电流，为相制动电流，为差动门槛，为其它两相的综合制动量，、为系数，，，表示三相。本发明的有益效果在于非故障相饱和判别主判据将故障相电气特征量作为非故障相动作方程中的制动因子，可靠防止非故障相二次电流突变时非故障相误动。
文档编号H02H3/26GK102082422SQ201010588798
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者余洪, 吴通华, 宋艳, 曹团结, 蒋雷海, 郑玉平 申请人:国网电力科学研究院