一种基于线性传变区识别的差动保护抗TA饱和方法及装置与流程

本发明涉及电力系统中识别电流互感器TA饱和的相关技术，尤其涉及一种基于线性传变区的识别TA饱和的方法及装置。

背景技术：

区外故障TA饱和的情况下，差动保护中可能会遇到到很大的差动电流，容易引起保护误动作，所以TA饱和问题一直是影响差动保护正确动作的主要问题，目前，差动保护采用的主要方法有异步法和谐波法。

异步法利用TA从不饱和进入饱和需要一定时间的特点，通过制动电流/电压和差动电流之间的时间差识别差动电流是由区内故障还是TA饱和引起，区内故障时保护快速动作，区外故障TA饱和情况下保护不会误动作，但异步法在区外转区内故障，尤其是同名相转换性故障情况下不能保证可靠动作。

谐波法利用TA饱和情况下差流波形畸变的特征识别TA饱和，在区外转区内故障情况下保护也能动作，但在区内故障中含有较大谐波成分，尤其是区内故障TA饱和的情况下，谐波法可能动作速度较慢，甚至可能拒动，随着电力系统中静止无功发生器(SVG，Static Var Generator)、无功补偿器(SVC，Static Var Compensator)等电力电子设备广泛使用，区内故障时差动保护可能遇到较大的谐波分量，这进一步影响了谐波法的适应性。

综上所述，提供一种识别TA饱和的方案，一方面能够可靠识别TA饱和情况，保证差动保护在区外故障TA饱和情况下不误动作，另一方面，在区内故障差动电流中存在较大谐波分量的情况下，保护也应能保证可靠动作，已成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种识别TA饱和的方法及装置，能够可靠识别区外故障TA饱和情况，保证差动保护在区外故障TA饱和情况下不误动作，在区内故障差动电流中存在较大谐波分量的情况下，保护也能保证快速可靠动作。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种基于线性传变区识别的差动保护抗TA饱和方法，所述方法包括：

依据TA的输出电流信息，确定在当前周波内选取的采样点的差动电流信息及制动电流信息；

每周波根据差动电流信息及制动电流信息搜索是否有符合预设的区外故障TA线性传变区起点特征，如果符合则闭锁差动保护同时记忆此特征点位置；否则根据前一周波TA线性传变区起点推算出本周波采样值差动判别区间，若区间内采样值差动动作点数超过预设门槛，则判别为区内故障。

更进一步的，所述每周波根据差动电流信息及制动电流信息搜索是否有符合预设的区外故障TA线性传变区起点特征的方法为：

且I_r＞K₂I_d

其中，所述I_d为采样点的差动电流；所述I_r为采样点的制动电流；所述k₁、k₂为预设常数；

如果存在符合上述特征的采样点，则判定为区外故障TA饱和，闭锁差动保护，同时记忆满足上述要求的第一个特征点位置。

更进一步的，如果是故障后的第一周波，则直接以故障起始点作为区间起点；

否则，若本周波内不存在符合预设的区外故障TA线性传变区起点，则根据前一周波TA线性传变区起点推后一周波采样点数作为区间起点，以区间起点往后连续R点计算采样值差动判据：

I_d＞K_zdI_r

其中，所述k_zd为采样值差动制动系数；

若区间内采样值差动动作点数超过预设门槛S，则判别为区内故障，差动保护动作；否则判定为区外故障TA饱和，闭锁差动保护直到再次找到线性传变区起点，继续重复上述权利要求所述方法进行区内外判别，直至保护启动返回。

更进一步的，所述装置包括：采集模块、确定模块及判断模块；其中，

所述采集模块，用于采集当前设备中各支路TA的输出电流信息；

所述确定模块，用于依据TA的输出电流信息，确定在当前周波内选取的采样点的差动电流信息及制动电流信息；

所述判断模块，用于判断所述采样点的差动电流信息及制动电流信息是否符合预设的区外故障TA饱和条件，如果符合，闭锁差动保护；否则开放差动保护。

更进一步的，所述判断模块，每周波根据差动电流信息及制动电流信息搜索是否有符合预设的区外故障TA线性传变区起点特征的方法为：

且I_r＞K₂I_d

其中，所述I_d为采样点的差动电流；所述I_r为采样点的制动电流；所述k₁、k₂为预设常数；

如果存在符合上述特征的采样点，则判定为区外故障TA饱和，闭锁差动保护，同时记忆满足上述要求的第一个特征点位置；

如果是故障后的第一周波，则直接以故障起始点作为区间起点；否则，若本周波内不存在符合预设的区外故障TA线性传变区起点，则根据前一周波TA线性传变区起点推后一周波采样点数作为区间起点，以区间起点往后连续R点计算采样值差动判据：

I_d＞K_zdI_r

其中，所述k_zd为采样值差动制动系数；

若区间内采样值差动动作点数超过预设门槛S，则判别为区内故障，差动保护动作；否则判定为区外故障TA饱和，闭锁差动保护直到再次找到线性传变区起点，继续重复上述权利要求所述方法进行区内外判别，直至保护启动返回。

本发明实施例所提供的识别TA饱和的方法及装置，依据TA的输出电流信息，每周波根据差动及制定电流信息搜索区外故障TA线性传变区起点，若存在该特征点则闭锁差动保护，同时记忆此特征点位置；若某周波不存在该特征点，则根据前一周波TA线性传变区起点推算出本周波采样值差动判别区间，若区间内采样值差动动作点数超过预设门槛，则判别为区内故障。如此，能够可靠识别区外故障TA饱和情况，保证差动保护在区外故障TA饱和情况下不误动作，在区内故障差动电流中存在较大谐波分量的情况下，保护也能保证快速可靠动作。

附图说明

图1为典型TA饱和波形图；

图2为本发明实施识别TA饱和的方法流程示意图；

图3为本发明实施例识别TA饱和的装置组成结构示意图。

具体实施方式

在本发明实施例中，依据TA的输出电流信息，每周波根据差动及制定电流信息搜索区外故障TA线性传变区起点，若存在该特征点则闭锁差动保护，同时记忆此特征点位置；若某周波不存在该特征点，则根据前一周波TA线性传变区起点推算出本周波采样值差动判别区间，若区间内采样值差动动作点数超过预设门槛，则判别为区内故障。

图2所示为本发明实施例一识别TA饱和的方法流程示意图，如图2所示，本发明实施例识别TA饱和的方法包括：

步骤1：依据TA的输出电流信息，确定在当前周波内选取的采样点的差动电流信息及制动电流信息；

本步骤之前，所述方法还包括：采集当前设备中各支路TA的输出电流信息；这里，所述TA为电流互感器的电气图形的文字代号，所述TA的输出电流信息即所述TA的二次电流信息；所述设备为高压、超高压设备。

所述差动电流为所述各支路TA的输出电流矢量和，所述制动电流为所述各支路TA的输出电流标量和。

TA进入饱和需要一定的时间，所以每个周波均存在线性传变区，此时差动保护感受的差动电流较小，而TA进入饱和后二次电流迅速下降，差动电流急剧上升，如图1所示，因此，TA每周波周期性地进入饱和的特征，可以用以鉴别差流是否由TA饱和引起。

步骤2：每周波根据差动电流信息及制动电流信息搜索是否有符合预设的区外故障TA线性传变区起点特征：

且I_r＞K₂I_d

其中，所述I_d为采样点的差动电流；所述I_r为采样点的制动电流；所述k₁、k₂为预设常数。

步骤3：如果存在符合步骤2特征的采样点，则判定为区外故障TA饱和，闭锁差动保护，同时记忆满足上述要求的第一个特征点位置。

步骤4：如果是故障后的第一周波，则直接以故障起始点作为区间起点；否则如果不存在区外故障TA线性传变区特征点，则根据前一周波TA线性传变区起点推后一周波采样点数作为区间起点，以区间起点往后连续R点计算采样值差动判据：

I_d＞K_zdI_r

其中，所述k_zd为采样值差动制动系数；

若区间内采样值差动动作点数超过预设门槛S，则判别为区内故障，差动保护动作；否则判定为区外故障TA饱和，闭锁差动保护直到再次找到线性传变区起点，继续重复上述权利要求所述方法进行区内外判别。

在本发明实施例中，所述采集模块1、判断模块2及确定模块3均可由服务器中的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)或数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)、或现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、或集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)实现。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。