一种三区域电流差动保护方法
【专利摘要】本发明提供了一种三区域电流差动保护方法，属于电力系统电流差动保护【技术领域】。本发明分别进行对双端电流的相对关系在幅相平面上所属区域的判别以及对故障类型的判别，然后根据这两者的判别结果再决定保护动作与否。本发明充分利用双端电流的幅值与相位，将整个幅相平面划分为包含制动区、模糊区、动作区的三个区域，根据双端电流的相对关系处于何区域来确定保护动作与否，在模糊区时利用区外故障CT线性区判据区分区内高阻故障与区外故障CT饱和，解决了灵敏性与安全性之间的矛盾，同时对于区外故障转区内故障有较好的速动性。
【专利说明】-种三区域电流差动保护方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统电流差动保护【技术领域】，更准确地说本发明涉及一种将幅相 平面上划分为三区域的电流差动保护方法。
【背景技术】
[0002] 差动保护是电力系统中应用最为广泛的保护之一，其动作的可靠性对于被保护元 件安全稳定运行有着重大的影响。特别是近年来，随着电力系统的快速发展，要求电流差动 保护能够反映区内高阻故障并且在区外故障CT饱和时不误动，新型保护原理得到了更加 广泛的关注和研究。
[0003] 在差动保护中，需要同时考虑区内高阻故障和区外故障CT饱和问题，使得保护在 区内经过渡电阻短路时，能够具有足够的反映过渡电阻能力让保护灵敏动作，同时在区外 故障CT饱和时，保护不受虚假差流的影响，能够可靠不动作。
[0004] 对于区内高阻故障，可以通过零序电流差动继电器来得到很好的反映，但全电流 差动保护本身受负荷电流影响较大，反映过渡电阻较差，且全电流差动可作为独立的保护 使用，因此有必要提高其反映过渡电阻的能力。
[0005] 传统的电流差动保护判据将幅相平面仅分为两个区域，比率制动系数的设置较为 困难，系数太大会降低内部轻微故障时保护的灵敏度，太小又会影响外部故障时保护的安 全性，该矛盾是由于区外故障CT饱和与区内高阻故障两种情况的相对电流分布存在重合 造成的。另外，在区外故障CT饱和转区内故障时，闭锁时间将影响保护动作速度。
[0006] 因此，目前针对差动保护灵敏性与安全性之间矛盾问题，尚没有很好的解决方法， 多采用非线性比率制动或者优化比率系数，但非线性差动判据式较为复杂，不便于整定，而 且灵敏性的提高都不明显。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是：为了解决传统全电流差动保护灵敏性低的问题，给出一种一种 三区域电流差动保护方法。该方法在区内发生高于一定数值的高阻故障时，保护仍能可靠 动作，同时进一步解决了灵敏性与安全性之间的矛盾，即在保证区外故障CT饱和保护不误 动的同时，能反映区内经较大的过渡电阻故障并可靠动作，而且对于区外故障CT饱和转为 区内故障时保护具有较快的动作速度，较传统电流差动保护具有更好的动作性能。
[0008] 具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，包括以下步骤：
[0009] 1)对双端电流的相对关系在幅相平面上所属区域进行判别，将幅相平面分为制动 区、动作区和模糊区，根据双端电流相对幅值比与相位差Θ，判别双端电流的相对关系 的所属区域，所述双端电流为保护装置所获取的被保护元件两端的电流，具体包括以下步 骤：
[0010] 1-1)根据双端电流的采样值，用全波傅氏算法计算得到双端电流基波矢量的实部 与虚部,分别组成双端电流基波矢量4与总；
[0011] 1-2)以双端电流中幅值较大者为基准，将另一端电流归一到幅值较大的电流上， 得到双端电流相对幅值比与相位差Θ，假设^幅值较大，则
【权利要求】
1. 一种三区域电流差动保护方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 对双端电流的相对关系在幅相平面上所属区域进行判别，将幅相平面分为制动区、 动作区和模糊区，根据双端电流相对幅值比|，|与相位差e，判别双端电流的相对关系的所 属区域，所述双端电流为保护装置所获取的被保护元件两端的电流，具体包括以下步骤： 1-1)根据双端电流的采样值，用全波傅氏算法计算得到双端电流基波矢量的实部与虚 部，分别组成双端电流基波矢量与4; 1-2)以双端电流中幅值较大者为基准，将另一端电流归一到幅值较大的电流上，得到 双端电流相对幅值比H与相位差e，假设/"幅值较大，则
; 1- 3)若双端电流相对幅值比与相位差e满足制动区方程，则认为双端电流的相对 关系处于制动区； 若双端电流相对幅值比_与相位差e满足动作区方程，则认为双端电流的相对关系 处于动作区； 若双端电流相对幅值比|/>|与相位差e既不满足动作区方程，也不满足制动区方程，则 认为双端电流的相对关系处于模糊区； 制动区方程如公式（1)所示：
动作区方程如公式（2)所示：
上述公式中，S1和a2为制动区幅值比判定参数，1?和f2为制动区相位差判定参数，a3为 动作区幅值比判定参数，供和ft为动作区相位差判定参数； 2) 根据差动电流与制动电流的幅值Id与U判断是否满足区外故障CT线性区判据，具 体包括以下步骤： 2- 1)对双端电流采样值求和与差，得到差动电流与制动电流，利用数据窗 长为1/4周波的小矢量算法计算得到差动电流与制动电流的幅值Id与U其中
，'、为由1/4周波的小矢量算法计算得到双端电流； 2-2)若Id与L满足公式（3)，则认为满足区外故障CT线性区判据；
(3) 上述公式中，Idtl为差流门榲，k为比率系数； 3) 根据对双端电流的相对关系在幅相平面上所属区域的判别结果以及区外故障CT线 性区判据的满足与否，决定保护动作与否： 当双端电流的相对关系处于制动区时，则保护不动作； 当双端电流的相对关系处于动作区时，则保护直接动作； 当双端电流的相对关系处于模糊区时，如触发满足区外故障CT线性区判据，则按设定 的闭锁时间闭锁模糊区，在闭锁时间内保护不动作；若在闭锁时间外不满足区外故障CT线 性区判据，则保护动作。
2. 根据权利要求1所述的三区域电流差动保护方法，其特征在于，取为0.8,a2取为 1,釣取为170° ,朽取为200° ,朽取为-70° ,咚取为130° ,a3取为0? 1。
3. 根据权利要求1所述的三区域电流差动保护方法，其特征在于，Idtl取为0. 3倍额定 电流，k取为0. 25。
4. 根据权利要求1所述的三区域电流差动保护方法，其特征在于，所述闭锁时间为 18ms〇
【文档编号】H02H7/26GK104242268SQ201410462694
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】郑玉平, 路学刚, 吴通华 申请人:国电南瑞科技股份有限公司