高灵敏度母线差动保护方法
【专利摘要】本发明公开了一种高灵敏度母线差动保护方法，要解决的技术问题是风电系统母线发生单相故障时，提高差动保护灵敏度。本发明的方法包括：采用固定启动门槛值判据、自适应动作门槛值判据、自适应差动比率判据、电压突变判据、和电流突变判据，对三相电流分别进行判别。本发明与现有技术相比，固定启动门槛值判据启动值非常小，灵敏性高，自适应动作门槛值判据根据风电系统中母线上支路电流负荷大小自适应调整差动动作门槛值，自适应差动比率判据根据故障电流谐波含量情况自适应调节比率制动系数，电压突变判据克服系统故障期间电压有效值门槛值不满足开放条件问题，和电流突变判据确保差动保护动作的正确性及可靠性，显著提高母线差动保护的灵敏度。
【专利说明】高灵敏度母线差动保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力系统母线保护方法，特别是一种风电系统的母线差动保护方法。
【背景技术】
[0002]随着国家对风电清洁能源的支持，启动大量的风电场建设并投入运行。随着风力发电容量的不断增多，风电系统(系统)及设备的运行安全问题逐步被暴露出来。早期建设的风电场35kV系统通常采用中性点不接地或经消弧线圈接地的接地方式，并且通常未配置专门的母线保护装置(保护装置)，而依靠线路保护装置相过流II段、III段保护切除母线故障。如图1所示，中性点不接地或经消弧线圈接地系统的母线在发生单相故障时，故障电流特征不明显，导致线路保护的相过流判据可能存在灵敏度不足的问题，很难在短时间内切除故障。而风力发电机与箱式变电站的电缆接头处由于绝缘程度相对较差，若故障长时间存在，容易引发爆炸导致三相故障，进而拉低系统电压，最终会造成风力发电机脱网。
[0003]为避免此类情况的发生，国家电网公司特别对风电场35kV母线的单相接地问题提出了反事故措施(反措)要求。反措中明确要求:对于新建风电场，建议采用经电阻接地方式，并配置母差保护装置。
[0004]现有技术以国内应用最广泛的BP系列母差保护装置为例，采用母线差动保护来切除母线故障，母线差动保护由比率差动判据和差动复合电压闭锁判据取“与”进行逻辑判断:
[0005]比率差动判据如下:
【权利要求】
1.一种高灵敏度母线差动保护方法，包括以下步骤: 一、采用固定启动门槛值判据，对三相电流分别进行判别，满足固定启动门槛值判据Ida≥0.05In、Idb≥0.051?和Id。≥0.05In，Ida为大差回路A相差电流，Idb为大差回路B相差电流，Idc为大差回路C相差电流，In为保护装置电流互感器的二次额定值； 二、采用自适应动作门槛值判据，对三相电流分别进行判别，满足应动作门槛值判据Iida ^ Idseta、Iidb ^ Idsetb 和 Iidc ^ Idsebc，Iida
为第i母线小差回路A相差电流，Iidb为第i母线小差回路B相差电流，Iidc为第i母线小差回路C相差电流，Idseta为A相自适应动作门ffi值，Idsetb为B相自适应动作门槛值，Idsetc为C相自适应动作门槛值；所述Idseta、Idsetb、Idsetc三相自适应动作门槛值取值方法为:若连接在该母线上的各支路的电流均小于1.2In，三相自适应动作门槛值均取值为0.05In ;若连接在该母线上的各支路的电流均大于等于1.2In，三相自适应动作门槛值均取值为0.05倍的大差回路三相和电流； 三、采用自适应差动比率判据，对三相电流分别进行判别，满足自适应差动比率判据Iida > Kr(Iira-1ida)、Iidb > Kr(Iirb-1idb)和 Iidc > Kr(Iirc-1idc)，Iida 为第 i 母线小差回路 A 相差电流，Iidb为第i母线小差回路B相差电流，Iid。为第i母线小差回路C相差电流，Kt为复式比率系数，Iira为第i母线小差回路A相和电流，Iirb为第i母线小差回路B相和电流，
Iire为第i母线小差回路C相和电流；所述&的取值为
2.根据权利要求1所述的高灵敏度母线差动保护方法，其特征在于:所述步骤一不满足固定启动门槛值判据，返回重新开始判断。
3.根据权利要求1所述的高灵敏度母线差动保护方法，其特征在于:所述步骤二不满足自适应动作门槛值判据，返回重新开始判断。
4.根据权利要求1所述的高灵敏度母线差动保护方法，其特征在于:所述步骤三不满足自适应差动比率判据，返回重新开始判断。
5.根据权利要求1所述的高灵敏度母线差动保护方法，其特征在于:所述步骤四不满足电压突变判据，返回重新开始判断。
6.根据权利要求1所述的高灵敏度母线差动保护方法，其特征在于:所述步骤五不满足和电流突变判据，返回重新开始判断。
7.根据权利要求1所述的高灵敏度母线差动保护方法，其特征在于:母线保护装置对风电系统中母线A、B、C三相电压和母线上所有连接支路的A、B、C三相电流采样得到采样数据，根据采样数据进行分相计算，得到大差回路三相差电流、大差回路三相和电流、小差回路三相差电流、小差回路三相和电流、三相电压瞬时值相比前一周波瞬时值的突变量、大差回路三相和电流瞬时值相比前一周波瞬时值的突变量，然后用固定启动门槛值判据、自适应动作门槛值判据、自适应差动比率判据、电压突变判据、和电流突变判据判断。
8.根据权利要求7所述的高灵敏度母线差动保护方法，其特征在于:所述母线保护装置对风电系统中母线A、B、C三相电压和母线上所有连接支路的A、B、C三相电流采样，按每周波40点进行。
【文档编号】H02H7/22GK103746350SQ201410032589
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】刘志远, 于晓军, 韦鹏, 卢峰, 潘亮亮, 张广嘉, 吴颖超 申请人:国家电网公司, 国网宁夏电力公司检修公司, 长园深瑞继保自动化有限公司