基于拐点跟踪的双曲线制动特性差动保护方法与流程

本发明涉及一种基于拐点跟踪的双曲线制动特性差动保护方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术：

差动保护作为发电机、变压器等电气主设备内部短路故障的主保护，目前普遍采用的是比率制动式原理。参见图1，其动作方程和动作特性如下所示：

式(1)中，id为动作电流，iz为制动电流，iq为启动电流，ig为拐点电流，is为速断电流，kz为比率制动系数。

保护动作特性由二部分组成：无制动部分和比率制动部分。这种动作特性的优点是：在区内故障电流小时，具有较高的动作灵敏度；而在区外故障时，具有较强的躲过暂态不平衡差流的能力。但比率制动式差动保护在技术上对于ct暂态饱和，特别是在区外故障切除、制动电流较小的情况应对能力较弱，此时动作点往往落在无制动特性的拐点附近，经常会引起不必要的误动。

鉴于比率制动式差动保护上述的不足，目前有公开号为：101183783，专利名称为：一种渐变双曲线高抗ta暂态饱和差动保护方法，参见图2，其动作方程和动作特性如下所示：

式(2)中变量含义和式(1)中相同。

参见图2所示，曲线(1)为渐变双曲线制动特性，虚线(2)为渐变双曲线制动特性的渐进性，折线(3)为比率制动特性，渐进性的斜率和比率制动特性的斜率相同，均为

kz。该制动曲线和不再象常规比率制动一样斜率不变，而是引入了双曲线制动曲线特征，采用渐变的技术。对于区外故障切除时的ct暂态饱和问题，渐变双曲线制动特性可自适应的将启动门槛抬高到有效防止ct暂态饱和问题，也可有效防止差动保护在ct退出饱和过程中可能产生的误动。

从图2中可以看出，现有渐变双曲线的制动特性在启动电流iq和比率制动系数kz确定的情况下，其渐进线为一条过原点的直线，与拐点电流ig无关，或者说拐点固定，ign＝iq/kz。这种设计是存在一定的不足的。差动保护中拐点电流的设置充分考虑了负荷工况和外部最大短路状况下ct复合误差的不同，当制动电流大于拐点电流时保护呈现制动作用以防止误动。引入渐变双曲线的目的主要是为了解决比率制动差动保护在拐点附近制动能力不够的问题，在制动电流较大的工况下还应保证比率制动的特性。而现有渐变双曲线制动特性将拐点固定，渐进性过原点，其结果是没有区分负荷工况和外部最大短路状况下ct复合误差的不同，将各种不同工况下动作电流和制动电流的关系完全线性化，不适当的抬高了制动电流较大工况下的动作电流，影响了差动保护的灵敏度。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于拐点跟踪的双曲线制动特性差动保护方法，在曲线动作方程中重新引入拐点电流，一方面，它可自适应的抬高启动门槛，有效防止了ct暂态饱和问题，也可有效防止差动保护在ct退出饱和过程中可能产生的误动；另一方面，在制动电流较大的工况下仍然保证了比率制动的特性，确保了差动保护的灵敏度。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的基于拐点跟踪的双曲线制动特性差动保护方法，在曲线动作方程中重新引入拐点电流。一方面，它可自适应的将启动门槛抬高到说明：该式可从动作方程直接推出解决了比率制动特性差动保护在拐点附近制动能力不够的问题，有效防止了ct暂态饱和问题，也可有效防止差动保护在ct退出饱和过程中可能产生的误动；另一方面，由于实现了拐点跟踪，其渐进性就是比率制动特性，从而在制动电流较大的工况下仍然保证了比率制动的特性，确保了差动保护的灵敏度。

附图说明

图1为比率制动式差动保护动作特性图；

图2为渐变双曲线制动特性差动保护动作特性图；

图3为基于拐点跟踪的双曲线制动特性差动保护动作特性图；

图4为kz大于iq/ig时的基于拐点跟踪的双曲线制动特性差动保护动作特性图；

图5为kz小于iq/ig时的基于拐点跟踪的双曲线制动特性差动保护动作特性图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

基于拐点跟踪的双曲线制动特性差动保护，其动作方程和动作特性如下所示：

其中，

式(3)和式(4)中，id,iz,ig,iq,kz,is含义与式(1)相同，ign,iqn分别为基于拐点跟踪的双曲线制动特性曲线的实际拐点电流和实际启动电流。

如图3所示，曲线(1)为基于拐点跟踪的双曲线制动特性，曲线(2)为比率制动特性。可以看出，基于拐点跟踪的双曲线制动特性其渐进性就是比率制动特性。以下举两个实例进一步说明。

(1)取iq＝1,kz＝0.5,ig＝4，也就是kz大于iq/ig的情况，此时基于拐点跟踪的双曲线制动特性曲线的实际拐点电流为ign＝ig-iq/kz＝4-1/0.5＝2，实际启动电流iqn＝iq＝1。曲线的动作方程为：

动作特性曲线参见图4。

(2)取iq＝1,kz＝0.5,ig＝1，也就是kz小于iq/ig的情况，此时基于拐点跟踪的双曲线制动特性曲线的实际拐点电流为ign＝0，实际启动电流iqn＝kzig＝0.5。曲线的动作方程为：

动作特性曲线参见图5。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。