一种零序闭锁式数字电流保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于地铁、城市轻轨及有轨电车的交流环网供电系统，以及具有类似网络结构的其它领域的供电系统的零序闭锁式数字电流保护方法，尤其涉及一种零序闭锁式数字电流保护方法。
【背景技术】
[0002]对于采用环串供电方式的城市轨道交通供电系统，数字电流保护的选择性强，动作时间短，能够适用于多种运行方式，因此在地铁中压供电系统中的应用越来越广泛。
[0003]但是，伴随着应用的深入，数字电流保护在应用过程中也表现出了一些不足，需要提高。具体表现在，当根据最大负荷电流整定分相数字电流定值和故障判断段启动定值时，虽然可以保证保护的灵敏性，但是在单相高阻接地故障时，分相数字电流保护容易发生误动作。
[0004]图1是高阻接地故障时分相数字电流保护误动原因示意图。为了保证保护的灵敏性，图中102断路器的保护定值按照1.5倍最大负荷电流整定，分相电流定值为320A ;图中101和121断路器按照1.1倍最大负荷电流整定，分相电流定值分别为210A和150A。当母线负载较大如变压器负荷电流达到140A时，此时如果发生103断路器保护范围内的高阻接地故障，且故障相电流为200A，将会导致102断路器误判为区内故障，从而误动作，扩大停电事故范围。
[0005]误动原因如下:流过102断路器的故障电流为高阻接地短路电流与负荷电流的和电流，即200A+140A = 340A，大于102断路器分相数字电流保护定值320A，因此102断路器分相数字电流保护启动计时；流过101断路器的故障电流为高阻接地短路电流200A，小于101断路器故障判断段启动电流定值210A，因此101断路器保护装置不会向102断路器发送分相闭锁信号；流过121断路器的电流为负荷电流140A，小于121断路器故障判断段启动电流定值150A，因此121断路器保护装置不会向102断路器发送分相闭锁信号。
[0006]102断路器分相数字电流保护启动计时后，在定值整定的50ms内一直未收到相邻右侧101和121断路器的分相故障判断段启动信号，因此判断故障位于102断路器右侧保护区内，保护跳闸出口，跳开102断路器。
[0007]而实际高阻接地故障在103保护区内，所以102断路器属于误动作，误动作导致了停电范围的扩大，对供电系统的可靠性造成了严重威胁。
[0008]针对上送故障类型，公开资料中目前还没有成熟的解决方法。如果能够结合供电系统的结构特点，提出一种解决方案，将具有良好的社会和经济效益。
【发明内容】
[0009]本发明的目的，在于提供一种零序闭锁式数字电流保护方法，本一种零序闭锁式数字电流保护方法可以有效避免高阻接地故障时分相数字电流保护的误动作，并提供有效方案对高阻接地故障进行切除。
[0010]为了达成上述目的，本发明的解决方案是:一种零序闭锁式数字电流保护方法，其特征在于包括以下步骤:数字电流保护实施时分为分相数字电流保护和零序数字电流保护两个部分，并且同时配置分相数字电流保护和零序数字电流保护；当短路故障电流中不含有零序电流时，零序数字电流保护不动作，故障由分相数字电流保护切除；当短路故障电流中含有零序电流时，零序数字电流保护动作且闭锁分相数字电流保护，接地故障由零序数字电流保护动作切除。
[0011]进一步的，所述零序数字电流保护用于闭锁分相数字电流方法是:供电系统中产生零序电流后，如果零序故障判断段启动信号为逻辑“真”，则强制同装置的分相故障判断段启动信号也为逻辑“真”。
[0012]进一步的，所述的数字电流保护包括以下步骤:交流环网中每一个断路器所配置的保护装置都通过相互连通的网络广播发送分相和零序两种故障判断段启动信号，两种信号的定值独立设置；当相电流大于分相定值时分相故障判断段启动信号为逻辑“真”，当零序电流大于零序定值时零序故障判断段启动信号为逻辑“真”。
[0013]进一步的，所述数字电流保护包括以下步骤:当相电流大于分相数字电流保护定值时，分相数字电流保护启动，并接收临近断路器的分相故障判断段启动信号；根据信号来源位于保护装置的左侧或者右侧分为两组，如果每组信号中有一个信号为逻辑“真”则认为该组信号为逻辑“真”；如果两侧的两组信号都为逻辑“真”，则分相数字电流保护被闭锁并判断为区外故障；否则，经定值整定延时时间分相数字电流保护快速动作出口切除故障。
[0014]进一步的，所述数字电流保护包括以下步骤:当零序电流大于零序数字电流保护定值时，零序数字电流保护启动，并接收临近断路器的零序故障判断段启动信号；根据信号来源位于保护装置的左侧或者右侧分为两组，如果每组信号中有一个信号为逻辑“真”则认为该组信号为逻辑“真”;如果两侧的两组信号都为逻辑“真”，则零序数字电流保护被闭锁并判断为区外故障；否则，经定值整定延时时间零序数字电流保护快速动作出口切除故障。
[0015]地铁交流环网中每一个断路器所配置的保护装置都通过网络广播发送分相和零序两种故障判断段启动信号，两种信号的定值独立设置；当相电流大于分相定值时分相故障判断段启动信号为逻辑真，当零序电流大于零序定值时零序故障判断段启动信号为逻辑真。
[0016]分相数字电流保护的动作逻辑如下:当相电流大于分相数字电流保护定值时，分相数字电流保护启动，并接收临近断路器的分相故障判断段启动信号；根据信号来源位于保护装置的左侧或者右侧分为两组，如果每组信号中有一个信号为逻辑“真”则认为该组信号为逻辑“真”;如果两侧的两组信号都为逻辑“真”，则分相数字电流保护被闭锁并判断为区外故障；否则，经定值整定延时时间分相数字电流保护快速动作出口切除故障。
[0017]零序数字电流保护的动作逻辑如下:当零序电流大于零序数字电流保护定值时，零序数字电流保护启动，并接收临近断路器的零序故障判断段启动信号；根据信号来源位于保护装置的左侧或者右侧分为两组，如果每组信号中有一个信号为逻辑“真”则认为该组信号为逻辑“真”;如果两侧的两组信号都为逻辑“真”，则零序数字电流保护被闭锁并判断为区外故障；否则，经定值整定延时时间零序数字电流保护快速动作出口切除故障。
[0018]为了解决分相数字电流保护在高阻接地故障时容易误动的问题，在上述数字电流保护方案的基础上，增加以下一些改进措施，如图2所述:
[0019]I)数字电流保护实施时分为“分相数字电流保护”和“零序数字电流保护”两个部分，且“分相数字电流保护”和“零序数字电流保护”必须同时配置，以实现对全部故障种类的保护切除。
[0020]2)两相和三相短路故障时，故障电流中没有零序电流，零序数字电流保护不会动作，故障由分相数字电流保护切除；在接地短路故障时，故障电流中含有零序电流，此时零序数字电流保护闭锁分相数字电流保护，以防止分相数字电流保护在高阻接地情况下误动作，接地故障由零序数字电流保护切除。
[0021]3)零序数字电流保护闭锁分相数字电流保护的方法是:当供电系统中产生零序电流后，如果零序故障判断段启动信号为逻辑“真”，则强制同装置的分相故障判断段启动信号也为逻辑“真”。
[0022]由于零序电流属于故障序分量电流，仅在电力系统发生故障时才能被检测到，其定值整定十分灵敏，对包括高阻接地故障在内的所有接地故障都可以有效切除。
[0023]本发明一种零序闭锁式数字电流保护方法，包括如下内容:(I)数字电流保护方法实施时分为“分相数字电流保护”和“零序数字电流保护”两个部分；(2)两相和三相短路故障时，供电系统中没有零序电流，故障由分相数字电流保护切除；(3)单相接地短路故障时，供电系统中产生零序电流，分相数字电流保护被闭锁，以防止分相数字电流保护在高阻接地故障时误动作，接地故障由零序数字电流保护选择性切除故障。此方法通过分相和零序数字电流保护的配合，解决了分相数字电流保护在高阻接地故障时容易误动的问题，保护适用范围更广，具有很大的实用价值。
【附图说明】
[0024]图1高阻接地故障时分相数字电流保护误动原因示意图；
[0025]图中，保护定值为分相数字电流保护定值，分为电流定值和时间定值；启动定值为分相数字电流保护启动定值，包括电流定值但没有时间定值；母线负载为I台整流变压器及整流机组。
[0026]图2零序闭锁式数字电流保护方法示意图；
【具体实施方式】
[0027]参见图1和图2，本一种零序闭锁式数字电流保护方法，包括以下步骤:数字电流保护实施时分为分相数字电流保护和零序数字电流保护两个部分，并且同时配置分相数字电流保护和零序数字电流保护；当短路故障电流中不含有零序电流时，零序数字电流保护不动作，故障由分相数字电流保护切除；当短路故障电流中含有零序电流时，零序数字电流保护动作且闭锁分相数字电流保护，接地故障由零序数字电流保护动作切除。
[0028]所述零序数字电流保护用于闭锁分相数字电流方法是:供电系统中产生零序电流后，如果零序故障判断段启动信号为逻辑“真”，则强制同装置的分相故障判断段启动信号也为逻辑“真”。所述的数字电流保护包括以下步骤:交流环网中每一个断路器所配置的保护装置都通过相互连通的网络广播发送分相和零序两种故障判断段启动信号，两种信号的定值独立设置；当相电流大于分相定值时分相故障判断段启动信号为逻辑“真”，当零序电流大于零序定值时零序故障判断段启动信号