一种母联或分段充电过流保护方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种母联或分段充电过流保护 方法。
【背景技术】
[0002] 母联/分段断路器的充电过流保护属于断路器保护，专为用母联/分段断路器向 备用母线充电用。通过母联/分段给备用母线充电时，假如备用母线及其连接的元件有故 障，则充电过流保护瞬时动作，断开母联/分段断路器，防止扩大事故，保证非故障母线正 常运行。当充电完毕后，母联/分段充电过流保护退出。对于新投运或大修后的主变，在合 上母联/分段断路器后，会产生励磁电流；同样，对于新投运或大修后的线路，本身存在一 定的电容以及对地电容，在合上母联/分段断路器后，也会产生冲击电流。由于充电过流保 护定值较低，时限很短，可能造成充电过流保护误动，导致充电失败。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种母联或分段充电过流保护方法，以解决母联/分段断路 器带主变或线路合闸时可能造成母联或分段充电过流保护误动的问题。
[0004] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种母联或分段充电过流保护 方法，该方法的步骤如下：
[0005] (1)过流保护启动判别：A、B、C三相电流中任一相电流I大于过流保护电流定值 Iset时过流保护启动；
[0006] (2)计算A、B、C三相电流中的二次谐波和三次谐波含量，当任意一相电流的基波 电流I1与过流保护电流定值Iset的比值大于设定倍数k且其二次谐波I2或三次谐波I3含 量与该相基波电流I1的比值大于对应的设定比例kxb2、kxb3时，判断该相谐波含量高；
[0007] (3)若每相谐波含量均不高时，直接开放三相过流保护；若有任意一项电流的谐 波含量高时，则对每相电流进行微分，滤除电流中的直流分量；
[0008] (4)分别对微分后的三相电流波形的前半周和后半周进行对称性比较，连续比较 半个周期的采样点，当波形不对称的点数与半个周期采样点的个数的比值大于设定值时， 判定该相电流波形不对称，则闭锁该相过流保护；当任一相电流波形对称时，开放本相过流 保护。
[0009] 所述步骤⑶中对每相电流进行微分的微分方程为：
[0010] AiK=iK-iK_i
[0011] 上式中iK为当前点采样值、iH为前一点采样值，AiK为微分后的电流采样值。
[0012] 所述步骤（4)中对微分后的三相电流波形的前半周和后半周进行对称性比较时， 任意一个采样点对称性比较的判别公式如下：
[0013] I(k)+I(k+JT)I/I(k)-I(k+JT)I^ 0. 4
[0014] 上式中I(k)、I(k+ 31)均为微分后的电流采样值，I(k)为前半周上当前点采样值、 I(k+ 31)为后半周上对应的采样值。
[0015] 所述步骤⑵中设定倍数k为0. 95。
[0016] 所述步骤⑵中kxb2为0? 15,kxb3为0? 2。
[0017] 所述步骤（1)中当过流保护未启动时，直接闭锁三相过流保护。
[0018] 本发明的母联或分段充电过流保护方法主要应用于智能电网的母联/分段断路 器保护装置中，首先采用二次谐波和三次谐波"或"闭锁方式，然后再将母联/分段电流波 形进行对称性比较，如果母联/分段某相电流波形对称则开放本相过流保护。由于带主变 或线路合闸时母联/分段电流有1/4以上周波以上的点对称性不满足，而合闸于故障时母 联/分段电流波形对称性始终满足，因此，可通过判别母联/分段电流波形是否对称来识别 故障和正常合闸，防止带主变或线路合闸时母联/分段充电过流保护误动，使充电过流保 护在正常合闸时不误动，合闸于故障时快速动作，提高保护装置的可靠性。
【附图说明】
[0019] 图1为双母线接线方式示意图；
[0020] 图2为母联或分段充电过流保护故障识别方法流程图；
[0021] 图3为母联或分段电流对称性判别采样示意图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
[0023] 以双母线接线方式为例，双母线接线方式示意图如图1所示。正常运行时1#元 件1G、2G合，IDL断开；2#元件IG合、2G分，2DL合；3#元件IG合、2G分，3DL合；4#元件IG 分、2G合，4DL合。正常运行时I母带电，II母不带电，从I母向II母充电时IDL合闸，由于 4#元件为变压器，母联断路器合闸时母联电流中可能流过很大的励磁电流，由于充电过流 保护定值较低，时限很短，可能造成充电过流保护误动，导致充电失败。
[0024] 如图2所示为本发明母联或分段充电过流保护方法的流程图，由图可知，该方法 的步骤如下：
[0025] (1)过流保护启动判别：A、B、C三相电流中任一相电流大于过流保护电流定值时 过流保护启动，其判别方程为：
[0026] I>Iset
[0027] 上式中I为母联/分段电流的幅值，Iset为过流保护电流定值；
[0028] 在该步骤中，当过流保护未启动时，不再对母联/分段电流中的谐波含量和母联/ 分段电流波形对称性进行判别，即不进行步骤（2)~（4)的判别，直接闭锁三相过流保护。
[0029] (2)计算A、B、C三相电流中的二次谐波和三次谐波含量，当任意一相电流的基波 电流I1与过流保护电流定值Iset的比值大于设定倍数k且其二次谐波I2或三次谐波I3含 量与该相基波电流I1的比值大于对应的设定比例kxb2、kxb3时，判断该相谐波含量高。
[0030] 这里的设定倍数k优选0. 95,kxb2为0. 15,kxb3为0. 2,则相应的判别方程为：
[0031]
[0032] (3)若每相电流中的二次谐波和三次谐波含量均不高时，不再对母联/分段电流 波形进行判别，直接开放三相过流保护；若有任意一项电流的谐波含量高时，则对每相电流 进行微分，滤除电流中的直流分量；
[0033] 每相电流进行微分的微分方程为：
[0034] AiK=iK-iK_i
[0035] 上式中iK为当前点采样值、iK_i为前一点采样值，AiK为微分后的电流采样值。
[0036] (4)分别对微分后的三相电流波形的前半周和后半周进行对称性比较，连续比较 半个周期的采样点，当波形不对称的点数与半个周期采样点的个数的比值大于设定值时， 判定该相电流波形不对称，则闭锁该相过流保护；当任一相电流波形对称时，开放本相过流 保护。
[0037] 对微分后的三相电流波形的前半周和后半周进行对称性比较时，任意一个采样点 对称性比较的判别公式如下：
[0038]I(k)+I(k+JT)I/I(k)-I(k+JT)I^ 0. 4
[0039] 上式中I(k)、I(k+ )均为微分后滤除过直流分量的电流采样值，I(k)为前半周 上当前点采样值、I(k+)为后半周上对应的采样值（前半周与后半周差半个周波），与上 述微分方程联系起来，即有：I(k) =AiK，I(k+Ji) =AiK+II。
[0040] 当然，上述进行对称性判别的方式及对应的判别方程有多种，这里不一一列举。
[0041] 如果每周波采样24点，则半周波的采样点为12点，那么波形不对称的点数大于5 时则判别该相电流波形不对称，也就是说这里的波形不对称的点数与半个周期采样点的个 数的比值为5/12,当然，这里的设定值可以根据实际情况来确定，不作具体限定。
[0042] 本发明的充电过流保护方法作为一个独立的功能模块，放置在母联/分段断路器 保护装置中，该功能模块在母联/分段断路器充电时投入，当充电完毕后，母联/分段充电 过流保护退出。该功能模块采用微分后的母联/分段电流波形前半周和后半周的采样数据 逐点进行对称性比较，如图3所示。由于带主变或线路合闸时母联/分段电流有1/4以上 周波以上的点对称性不满足，因此，该功能模块能可靠识别故障和正常合闸。
[0043] 以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领 域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在【具体实施方式】 及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种母联或分段充电过流保护方法，其特征在于，该方法的步骤如下： (1) 过流保护启动判别：A、B、C三相电流中任一相电流I大于过流保护电流定值1^时 过流保护启动； (2) 计算A、B、C三相电流中的二次谐波和三次谐波含量，当任意一相电流的基波电流 I1与过流保护电流定值I set的比值大于设定倍数k且其二次谐波I 2或三次谐波I 3含量与 该相基波电流I1的比值大于对应的设定比例kxb2、k xb3时，判断该相谐波含量高； (3) 若每相谐波含量均不高时，直接开放三相过流保护；若有任意一项电流的谐波含 量高时，则对每相电流进行微分，滤除电流中的直流分量； (4) 分别对微分后的三相电流波形的前半周和后半周进行对称性比较，连续比较半个 周期的采样点，当波形不对称的点数与半个周期采样点的个数的比值大于设定值时，判定 该相电流波形不对称，则闭锁该相过流保护；当任一相电流波形对称时，开放本相过流保 护。2. 根据权利要求1所述的母联或分段充电过流保护方法，其特征在于：所述步骤（3) 中对每相电流进行微分的微分方程为： A iK= i K-iK-i 上式中iK为当前点采样值、i H为前一点采样值，Ai K为微分后的电流采样值。3. 根据权利要求2所述的母联或分段充电过流保护方法，其特征在于：所述步骤（4) 中对微分后的三相电流波形的前半周和后半周进行对称性比较时，任意一个采样点对称性 比较的判别公式如下： I (k) +I (k+ JT) I / 11 (k) -I (k+ JT) I ^0.4 上式中I(k)、Kk+Ji)均为微分后的电流采样值，I(k)为前半周上当前点采样值、 I (k+31)为后半周上对应的采样值。4. 根据权利要求1所述的母联或分段充电过流保护方法，其特征在于：所述步骤（2) 中设定倍数k为0.95。5. 根据权利要求1所述的母联或分段充电过流保护方法，其特征在于：所述步骤（2) 中 kxb2为 0? 15, kxb3为 0? 2〇6. 根据权利要求1~5任意一项所述的母联或分段充电过流保护方法，其特征在于： 所述步骤（1)中当过流保护未启动时，直接闭锁三相过流保护。
【专利摘要】本发明公开了一种母联或分段充电过流保护方法，该方法主要应用于智能电网的母联/分段断路器保护装置中，首先采用二次谐波和三次谐波“或”闭锁方式，然后再将母联/分段电流波形进行对称性比较，如果母联/分段某相电流波形对称则开放本相过流保护。由于带主变或线路合闸时母联/分段电流有1/4以上周波以上的点对称性不满足，而合闸于故障时母联/分段电流波形对称性始终满足，因此，可通过判别母联/分段电流波形是否对称来识别故障和正常合闸，防止带主变或线路合闸时母联/分段充电过流保护误动，使充电过流保护在正常合闸时不误动，合闸于故障时快速动作，提高保护装置的可靠性。
【IPC分类】H02H7/22, H02J7/00
【公开号】CN104967102
【申请号】CN201510369227
【发明人】邓茂军, 倪传坤, 黄继东, 王智勇, 肖锋, 赵晓铎, 胡沙沙, 龚赟, 席颖颖, 孟利平
【申请人】许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司, 国家电网公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月28日