专利名称：一种差动保护的抗电流互感器饱和的方法
技术领域：
本发明涉及一种克服电流互感器饱和影响的方法，特别涉及一种差动保护的抗御电流互感器(以下简称TA)饱和的方法。
背景技术：
差动保护是变压器、发电机、大型电动机及母线等元件的主要保护手段，基本原理是反应被保护元件各端流入电流和流出电流矢量和，在保护区内故障，差动回路中的电流值大于整定值，差动保护瞬时动作，而在保护区外故障，差动保护则不应动作。
近年来，在电力系统运行的大型发电机变压器组多次发生以下异常情况①在区外故障切除后，因变压器各侧电流互感器暂态特性不同造成变压器差动保护或发电机变压器组差动保护误动；②两台变压器并列运行时，当一台变压器空载投入时产生和应涌流，由于和应涌流中的非周期分量引起另一台运行的发电机变压器组TA暂态误差增大，造成差动保护误动。
大型发电机变压器组保护误动会造成重大的经济损失，严重时甚至可能威胁电网稳定。因此，分析上述问题的原因并找到解决问题的方法具有重要的意义。
将被保护对象看作一个节点，则流入或流出该节点的电流即定义为差电流 根据基耳霍夫定律，I·d=Σj=1NI·j,]]> 为各侧电流。理论上，当区外故障时，I·d=0,]]>保护装置不动作。但实际上由于电流互感器可能存在互感器变比、容量不同(特别是变压器保护)，剩磁不同都可能引起电流互感器暂态传变误差增大，使差动回路中产生不平衡电流，严重时可造成差动保护误动作。
因此采用措施减少TA暂态饱和对保护的影响、避免外部暂态穿越性电流造成差动保护误动是实现差动保护需要解决的主要矛盾。
技术方案本发明的目的就是为了克服现有技术的缺陷，提供一种能减少TA暂态饱和对差动保护的影响、避免差动保护误动同时又不牺牲差动保护灵敏度的方法。
本发明的技术方案是一种差动保护抗TA饱和的方法，数据采集、数据处理和逻辑判断等步骤，TA饱和检测继电器的检测过程具体包括以下步骤①实时采集差动回路中的各侧电流 ②根据ΔI·d=ΔΣj=1NI·j]]>计算差流故障分量 根据ΔI·r=Δ12ΣJ=1N|I·j|]]>或ΔI·r=ΔMax|I1,I2···Ij|]]>计算制动电流故障分量 式中， 为差电流的故障分量， 为制动电流的故障分量，下同；③根据|ΔId|≥αIn|ΔId|≥K×|ΔIr|]]>判断差流故障分量继电器的动作逻辑，α的取制值范围为0.2-0.4，优选为0.3；式中，In为基准侧二次额定电流，K为制动系数，下同；④重复步骤①至步骤③M次，若有N次满足步骤③条件则认为差流故障分量继电器继电器动作⑤根据|ΔIr|≥βIn判断制动电流故障分量继电器的动作逻辑；β取制值范围为0.1-0.2，优选为0.15；⑥重复步骤①、②和⑤M次，若有N次满足步骤⑤条件则认为制动电流故障分量继电器动作；⑦故障区域判断步骤若仅差流故障分量继电器动作或两个继电器动作时间差不大于5ms则判定为区内故障，否则判定为区外故障；⑧继电器返回判断步骤若判定为区外故障，判断制动电流故障分量消失从步骤①开始重复判断；若判定为区内故障，差动保护任务整组复归后从步骤①开始重复判断。
上述制动电流故障分量 的算法可以是ΔI·r=Δ12ΣJ=1N|I·j|]]>或ΔI·r=ΔMax|I1,I2···,Ij|.]]>本发明的原理是
TA是一种非线性铁磁元件，其铁芯饱和将导致传变误差增大，特别是角差增大，若不采取有效措施，仅靠差动保护的制动特性是很难抵御的。考虑到①TA正常工作在线性区，由线性区过渡到非线性区至少5～10ms；②对于差动保护而言，当发生区内故障时，差流故障分量与制动电流故障分量同时出现；当发生区外故障时，先出现制动电流故障分量、后出现差流故障分量，其时间差大于TA过渡时间，即不小于5ms。
根据上述分析，本发明设置了差流故障分量继电器和制动电流故障分量继电器进行两个逻辑判断，以差流故障分量继电器和制动电流故障分量继电器动作时间差为基本判据，并采用多判据协同技术，能在TA进入饱和前快速可靠地判定区内外故障，抵御TA饱和对差动保护的影响。
本方法实施简单，物理意义清晰，在不降低差动保护灵敏度的前提下使抗TA饱和性能同时得到保证。
图1是本发明的程序流程2是本发明实施例1发电机保护装置比率差动保护程序流程3是本发明实施例1发电机保护装置A相比率差动保护程序流程图具体实施方式
本发明已用于实现发电机、变压器、电动机等元件的差动保护，下面以发电机保护为例作进一步说明实施例1一种差动保护抗TA饱和的方法，包括数据采集、数据处理和逻辑判断等步骤，TA饱和检测继电器的检测过程包括以下步骤，见图1，由于差动继电器三相逻辑相同，因此图中仅描述了A相实施步骤①实时采集差动回路中的各侧电流 ②根据ΔI·d=ΔΣj=1NI·j]]>计算差流故障分量 根据ΔI·r=Δ12ΣJ=1N|I·j|]]>计算制动电流故障分量 式中， 为差电流的故障分量， 为制动电流的故障分量，下同；
③根据|ΔId|≥0.3In|ΔId|≥K×|ΔIr|]]>判断差流故障分量继电器的动作逻辑；式中，In为基准侧二次额定电流，K为制动系数，下同；④重复步骤①至步骤③M次，若有N次满足步骤③条件则认为差流故障分量继电器继电器动作；⑤根据|ΔIr|≥0.15In判断制动电流故障分量继电器的动作逻辑；⑥重复步骤①、②和⑤M次，若有N次满足步骤⑤条件则认为制动电流故障分量继电器动作；⑦故障区域判断步骤若仅差流故障分量继电器动作或两个继电器动作时间差不大于5ms则判定为区内故障，否则判定为区外故障；⑧继电器返回判断步骤若判定为区外故障，判断制动电流故障分量消失从步骤①开始重复判断；若判定为区内故障，差动保护任务整组复归后从步骤①开始重复判断。
本步骤采取了基于故障分量的采样值算法，该方法可有效抵御TA饱和对差动保护等快速保护的影响，且对于可能出现的个别采样坏数据有天然的免疫力。
故障区域判断步骤中若仅差流故障分量继电器动作或两个继电器动作时间差不大于5ms则判定为区内故障，定义为‘同步’；否则判定为区外故障定义为“非同步”。
上述步骤，我们定义为基于“综合时差法”的同步继电器。
本实施例中差动保护逻辑见图2，包括①常规比率差动继电器、同步继电器的初始化；②差动继电器启动条件判断为保证保护可靠启动，当差电流突变量、差电流常量及同步继电器任何一个满足条件，则保护启动；③分相差动逻辑判断A、B、C三相分相判断，三相逻辑完全相同，具体见图3；④同步继电器返回判断若同步继电器判定为区外故障，判断制动电流故障分量消失则再次投入同步继电器，保证区外转区内故障，同步继电器即时动作；⑤差动继电器整组复归判断。
本实施例中分相比率差动保护逻辑见图3，包括
①若直接发生区内故障，则常规比率差动继电器、同步继电器都动作，保护快速出口；②若发生区外故障，TA没有饱和，则常规比率差动继电器、同步继电器都不动作，保护可靠闭锁；③若发生区外故障，TA发生暂态或稳态饱和，则常规比率差动继电器动作、同步继电器不动作，由于TA饱和必然产生二次或三次谐波，经谐波检测后保护可靠闭锁；④若先发生区外故障且TA暂态饱和，随后又发生区内故障，则常规比率差动继电器可能一直动作，而同步继电器仅在发生区内故障后动作，可有效保证比率差动保护动作的正确性。
根据上面的描述可以知道，根据基于“综合时差法”的同步继电器的判断结果，对比率差动继电器的逻辑进行重新组合，可有效抵御TA饱和对差动保护的影响，大大提高了差动保护的可靠性。
权利要求
1.一种差动保护抗TA饱和的方法，包括数据采集、数据处理和逻辑判断等步骤，其特征是，TA饱和检测继电器的检测过程具体包括以下步骤①实时采集差动回路中的各侧电流 ②根据ΔI·d=ΔΣj=1NI·j]]>计算差流故障分量 根据ΔI·r=Δ12ΣJ=1N|I·j|]]>计算制动电流故障分量 ③根据|ΔId|≥αIn|ΔId|K×|ΔIr|]]>判断差流故障分量继电器的动作逻辑；④重复步骤①至步骤③M次，若有N次满足步骤③条件则认为差流故障分量继电器动作；⑤根据|ΔIr|≥βIn判断制动电流故障分量继电器的动作逻辑；⑥重复步骤①、②和⑤M次，若有N次满足步骤⑤条件则认为制动电流故障分量继电器动作；⑦故障区域判断步骤若仅差流故障分量继电器动作或两个继电器动作时间差不大于5ms则判定为区内故障，否则判定为区外故障；⑧继电器返回判断步骤若判定为区外故障，判断制动电流故障分量消失从步骤①开始重复判断；若判定为区内故障，差动保护任务整组复归后从步骤①开始重复判断。
2.根据权利要求1所述的一种差动保护抗TA饱和的方法，其特征是，步骤②中计算制动电流故障分量方法为ΔI·r=ΔMax|I1,I2..,Ij|.]]>
3.根据权利要求1或2所述的一种差动保护抗TA饱和的方法，其特征是，步骤③的|ΔId|≥αIn中的α的取制值范围为0.2-0.4。
4.根据权利要求1或2所述的一种差动保护抗TA饱和的方法，其特征是，步骤⑤的|ΔIr|≥βIn中的β的取制值范围为0.1-0.2。
5.根据权利要求3所述的一种差动保护抗TA饱和的方法，其特征是，差流故障分量继电器门槛电流为|ΔId|≥0.3In。
6.根据权利4所述的一种差动保护抗TA饱和的方法，其特征是，制动电流故障分量继电器门槛电流为|ΔIr|≥0.15In。
全文摘要
本发明涉及一种差动保护的抗御电流互感器饱和的方法，目的就是为了提供一种能减少TA暂态饱和对差动保护的影响、避免差动保护误动同时又不牺牲差动保护灵敏度的方法。本发明的技术方案是一种差动保护抗TA饱和的方法，TA饱和检测继电器的检测过程具体包括以下步骤实时采集差动回路中的各侧电流；计算差流故障分量；计算制动电流故障分量；判断差流故障分量继电器的动作逻辑；重复上述步骤M次，若有N次满足条件则认为差流故障分量继电器动作；判断制动电流故障分量继电器的动作逻辑；重复步骤M次，若有N次满足步骤条件则认为制动电流故障分量继电器动作；故障区域判断步骤；继电器返回判断步骤。
文档编号H02H7/06GK1787313SQ20051009544
公开日2006年6月14日 申请日期2005年11月16日 优先权日2005年11月16日
发明者田伟 申请人:田伟