3/2接线T区短引线差动保护启动方法及差动保护方法与流程

本发明涉及一种3/2接线T区短引线差动保护的启动方法以及差动保护方法，属于电力系统继电保护技术领域，在500kV变电站出线配置TA的变电站中应用。

背景技术：

对于3/2接线采用GIS组合设备时，出线侧单独配置TA后，线路保护接入线路侧的TA，而不再采用断路器串内的和TA接入，在断路器串内TA和出线TA的GIS的T区范围内发生故障将失去保护，在此种情况下需要配置T区保护，T区保护范围为3/2接线方式下断路器串内TA和出线刀闸的这段引线。

T区保护采用差动保护原理，由于不接入电压，因此不能够通过电压是否变化来识别故障与TA断线并开放差动保护，传统的T区保护装置为了保证TA断线时差动保护不会误动作，一般采用在差动保护启动后及出口前投入快速TA断线识别判据，如果识别为TA断线则闭锁差动保护，如果在差动出口前未识别出断线，则差动保护动作。采用快速TA断线识别来闭锁差动保护的方法具有一些缺点：

1，要求发生TA断线后，必须在差动出口前识别出TA断线，否则差动保护误动作，判据一般设计都比较灵敏，因此容易发生误判，导致差动保护误闭锁，延时动作。

2，快速断线判据由于仅使用电流量，在断线特征不明显时，可能会不能识别出TA断线，从而导致差动误动作。

《500kV变电站3/2接线T区短引线保护方案探讨》（电力系统保护与控制，第37卷18期）公开的差动保护方法中，就存在需要判断TA断线的问题。

用于500kV变电站的T区差动保护装置，在发生区内故障时，动作速度要求较高，如果采用快速断线判据，由于需要保证在差动出口前识别TA断线，对故障电流需要滤波算法，一般要达到一定的数据窗才能计算，必然会降低差动保护的动作时间，因此需要设计一种不依赖于快速TA断线识别的差动保护方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种3/2接线T区短引线的差动保护启动方法及差动保护方法，用以解决现有差动保护需要首先识别TA断线导致保护延时、或者不能识别TA断线而导致误动作的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

3/2接线T区短引线差动保护启动方法，步骤如下：

计算各侧三相电流的突变量和各侧的零序电流；

判断以下判据，若满足任一判据，则开放差动保护启动；1）两侧以上的电流突变量启动元件动作；2）两侧或两侧以上零序电流启动元件动作；3）任两侧三相均无流后，任一侧突变量启动元件动作；4）差流启动元件动作。

通过置差动保护启动标志为真开放差动保护启动。

置差动保护启动标志，展宽7秒进入故障处理程序，开放差动保护。

电流突变量启动元件动作判据如下：△I_φmax>1.25△I_T+△I_dz，其中：△I_dz为电流突变量启动定值；△I_T为浮动门槛，随着变化量输出增大而逐步自动提高；零序电流启动元件按侧设置，其动作判据为：3I₀>I_0dz。差流启动元件的动作判据为：差流大于1.3In，为最大相电流变化量，I₀为零序电流，I_0dz为零序电流启动定值，In为电流互感器的二次额定电流。

3/2接线T区短引线差动保护方法，步骤如下：

计算各侧三相电流的突变量和各侧的零序电流；

逐次判断以下判据，若满足任一判据，则开放差动保护启动；1）两侧以上的电流突变量启动元件动作；2）两侧或两侧以上零序电流启动元件动作；3）任两侧三相均无流后，任一侧突变量启动元件动作；4）差流启动元件动作；

开放差动保护启动后，若差动继电器动作，则差动保护动作。

通过置差动保护启动标志为真开放差动保护启动。

置差动保护启动标志，展宽7秒进入故障处理程序，开放差动保护。

电流突变量启动元件动作判据如下：△I_φmax>1.25△I_T+△I_dz，其中：△I_dz为电流突变量启动定值；△I_T为浮动门槛，随着变化量输出增大而逐步自动提高；零序电流启动元件按侧设置，其动作判据为：3I₀>I_0dz。差流启动元件的动作判据为：差流大于1.3In，为最大相电流变化量，I₀为零序电流，I_0dz为零序电流启动定值，In为电流互感器的二次额定电流。

本发明利用T区故障的特征，提供了一种短引线T区差动保护启动方法，在保护启动逻辑中要求至少满足两侧以上启动元件动作，差动才能出口，另外针对不同的工况设置具体的启动元件。目的是在保护在判别故障启动前即区分短路和TA断线，在差动继电器动作前不再需要投入快速TA断线识别，保证只有满足故障特征T区差动保护才启动并进入故障处理，在差动继电器动作前不再需要投入快速TA断线识别，能够完全避免在差动动作之前由于未能识别出TA断线引起的差动误动作，同时保证了500kV变电站T区差动保护的动作速度。

附图说明

图1是典型500kV变电站T区保护接线；I、II为主母线，PT1、PT2、PT3、PT4为变压器，QF1、QF2、QF3为断路器，CTM、CTM1、CTM2、CTM3、CTN、CTN1、CTN2、CTN3为电流互感器TA，G1、G2为出线刀闸，L1、L2为线路，K1为短路点；

图2是T区差动保护启动逻辑框图；

图3为T区差动保护动作逻辑。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

500kV变电站T区保护范围为线路侧TA、边开关TA、中开关TA之间的故障，如图1中CTM2、CTM3、CTM1之间故障。T区差动保护正常运行中，首先计算各侧三相电流的突变量及零序电流，T区差动保护启动判据共4个，如图2所示：

1）满足两侧及两侧以上突变量启动元件动作，置差动保护启动标志；

2）两侧或两侧以上零序电流启动元件动作，置差动保护启动标志；

3）满足任两侧均无流，任一侧突变量启动元件动作，置差动保护启动标志；

4）如果差流启动元件动作，保护延时置差动保护启动标志。

以上任一条件满足则开放差动保护启动，以上条件中，通过置差动保护启动标志为真开放差动保护启动。展宽7秒保护进入故障处理程序，开放差动保护，启动过程中不再判别TA断线。判据1）和判据2）中同时满足两侧及以上突变量或零序电流元件动作置启动标志的意义是不考虑TA断线同时在多侧发生，判据3）主要考虑充电时发生故障，保护能够启动，判据4）作为上述判据的补充，保证差流在大于最大负荷的情况下，即故障情况下保护能够启动。设置上述的启动判据主要考虑由于T区保护的范围在变电站内，发生短路故障时，短路电流较大，一般都能满足启动元件灵敏度要求。

以上，突变量启动元件DI1，零序电流启动元件、差流启动元件等各元件及它们的整定值选取运算等均属于现有技术，在此不再赘述。下面给出一组具体数据：电流突变量启动元件动作判据如下：△I_φmax>1.25△I_T+△I_dz，其中：△I_dz为电流突变量启动定值。△I_T为浮动门槛，随着变化量输出增大而逐步自动提高，取1.25倍可保证门槛电流始终略高于不平衡输出。零序电流启动元件按侧设置，其判据为：3I₀>I_0dz。差流启动元件，其判据为：差流大于1.3In。为最大相电流变化量，I₀为零序电流，I_0dz为零序电流启动定值，In为电流互感器的二次额定电流。

T区保护装置TA断线判据如下：装置未启动时，当装置检测到任一相差流大于0.04In，且有一侧无流，延时12秒报TA断线，装置识别TA断线后闭锁T区差动保护。

如图3所示，500kV变电站T区短引线差动保护的动作条件为：差动保护启动标志为真，且满足差动动作方程，差动继电器动作，则T区差动保护动作。