专利名称：基于标积制动判据归一化的分相差动保护方法
技术领域：
本发明涉及电力系统的继电保护领域，具体涉及一种的输电线路分相电流差动新判据。
背景技术：
分相电流差动原理基于基尔霍夫电流定律，在不考虑输电线路分布电容和电流互感器CT饱和的情况下能实现全线速动，且其本身具有选相功能，原理简单，随着光纤通信工程的大规模普及和数字信号处理技术的进步，已成为输电线路理想的保护方式。许多文献提出的新差动判据表现在采用故障电流(包括工频变化量，零序电流分量等)及自适应判据[1 7]等方面，都旨在提高区内故障的灵敏度和区外故障的安全性。但是现有的分相电流差动保护判据存在的问题是判据受负载电流、电流互感器饱和、分布电容电流和过渡电阻等因素的影响，在外部故障时其制动性能不够理想，而在内部故障时动作灵敏度又不够高。因此，有必要提出一种新的保护判据和保护方法，更好地兼顾区内故障的灵敏性和区外故障的选择性。参考文献[1]尹项根，陈德树，张哲等.故障分量差动保护[J].电力系统自动化，1999， 22(11) :13-17.[2]林湘宁，刘沛.全电流与故障分量电流比例差动判据的比较研究.中国电机工程学报，2004，24 (10) :27-31.[3]高厚磊，江世芳，贺家李.输电线路新型电流差动保护的研究.中国电机工程学报，1999，9 (8) :49-53.[4]王海港，董新洲，薄志谦.一种灵敏可靠的输电线路电流差动保护判据[J].电网技术，2006，30 (10) :90-93.[5]员保记，王钢，贺家李等.自适应分相电流差动保护的研究.电力系统自动化， 1999,23(10) :11-13.[6]索南加乐，张泽宁等.Π模型时域电容电流补偿的电流差动保护研究.中国电机工程学报，2006，洸(5) :13-18.[7]袁荣湘，陈德树，张哲.高压输电线路新型差动保护的研究.中国电机工程学 2000,20 (4) :9-13.
发明内容
本发明的目的是提供一种能更好地兼顾区内故障的灵敏性和区外故障的选择性， 且易于实现的输电线路分相电流差动保护方法。本发明的技术方案如下一种基于标积制动判据归一化的分相差动保护方法，包括下列步骤(1)通过输电线路两侧的CT采集线路两侧的电流；(2)利用全波傅里叶算法计算两侧电流的幅值、相角以及两侧电流的相角差；
(3)若两侧电流相角差小于120°，则判断为内部故障，保护动作跳闸；若两侧电流相角差大于120°，转入下面的幅值判据先判断两侧电流的幅值是否均大于3倍的CT 一次侧额定电流；若大于，则取比例系数K = 0. 2，若不大于则取K = 0. 8 ；再计算两侧电流中幅值较小与幅值较大之间的比值，若比值小于K，则判定为内部故障，保护动作跳闸。本发明的有益效果如下1、本发明利用相角约束条件(11)和幅值约束条件(12)共同构成判据，具有自适应性，区内轻微故障能正确动作，区外故障且CT严重饱和不会误动作，更好地兼顾了区内故障的灵敏性和区外故障的选择性；2、本发明提出的新判据在抗CT饱和能力及反应区内故障的灵敏性上优于常规分相电流差动保护判据。3、新判据动作原理简单明确，易于在微机保护中实现；
图1双侧电源系统。图2两侧电流幅值比在各种运行状态下的分析。图3不考虑CT暂态饱和的理想动作区。图4考虑了 CT暂态饱和的理想动作区。图5归一化标积制动判据对应的动作区。图6本发明的新判据的动作区。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明进行说明。对于图1的双侧电源系统，输电线路mn两侧的电流分别用4和/ 表示，继电保护装置的正方向均取为母线流向线路，则常规分相电流差动保护的动作判据为式中，‘和U线路两侧的同名相电流，『丄B、C;制动系数k的取值直接影响保护的灵敏性和安全性。令4 =/ Z0°，为方便分析，假设Im为两端电流中幅值较大者，则两侧电流的幅值比为i=厶ζ ,μμι。各种运行状态下，幅值比a在直角坐标系中均落在图2所示半径r = ι的圆内，具体分析如下正常运行(不考虑分布电容影响)时两端电流幅值相等，相位相差 180°，运行在(_1，0)处；区外故障，两侧电流互感器(CT)的误差可能不一致，但只要复合误差不太大，运行点会落在(_1，0)附近的区域内；内部故障时，运行点取决于负荷电流和故障电流之间的关系，空载或轻载情况下的运行点在(1，0)附近的区域内，随着负荷电流增加，运行点向负半轴偏移，重载内部轻微故障时，负荷电流占主导地位，运行点甚至可能在(_a，0) (a < 1)附近。由此可见，单位圆内越远离(_1，0)制动性越强，外部故障的安全性越高，但重载下轻微故障的灵敏性也相应降低。所以，常规分相电流差动保护很难兼顾到区外故障的安全性和区内故障的灵敏性。下面分析找出常规分相电流差动保护的理想动作区。按照其整定原则，并考虑区
4载电阻。在"5111^1时，Ktf达到最大值。再令sin t = -1，代入式(3)
外故障m侧CT为正误差+10%、η侧CT为负误差-10%，则= (1_10%)/(1+10%)=81.8%;大量
现场的故障录波数据表明区外故障两侧电流的最大相角差小于60°。由此可得在不考虑 CT暂态饱和误差情况下的分相差动保护，其保证区外故障不误动的理想动作区域为图3所示的阴影部分。但是，在外部故障的暂态过程中衰减非周期分量会严重
影响CT的传变特性。假设一次电流全偏移，归算到二次侧数值为
权利要求
1. 一种基于标积制动判据归一化的分相差动保护方法，包括下列步骤(1)通过输电线路两侧的CT采集线路两侧的电流；(2)利用全波傅里叶算法计算两侧电流的幅值、相角以及两侧电流的相角差；(3)若两侧电流相角差小于120°，则判断为内部故障，保护动作跳闸；若两侧电流相角差大于120°，转入下面的幅值判据先判断两侧电流的幅值是否均大于3倍的CT 一次侧额定电流；若大于，则取比例系数K = 0. 2，若不大于则取K = 0. 8 ；再计算两侧电流中幅值较小与幅值较大之间的比值，若比值小于K，则判定为内部故障，保护动作跳闸。
全文摘要
本发明属于电力系统的继电保护领域，涉及一种基于标积制动判据归一化的分相差动保护方法通过输电线路两侧的CT采集线路两侧的电流；利用全波傅里叶算法计算两侧电流的幅值、相角以及两侧电流的相角差；若两侧电流相角差小于120°，则判断为内部故障，保护动作跳闸；若两侧电流相角差大于120°，转入下面的幅值判据先判断两侧电流的幅值是否均大于3倍的CT一次侧额定电流；若大于，则取比例系数K＝0.2，若不大于则取K＝0.8；再计算两侧电流中幅值较小与幅值较大之间的比值，若比值小于K，则判定为内部故障，保护动作跳闸。本发明提出的输电线路分相电流差动保护方法，更好地兼顾了区内故障的灵敏性和区外故障的选择性。
文档编号H02H3/26GK102593801SQ20111045533
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者张家杭, 张艳霞 申请人:天津大学