本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)故障判斷的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種母聯(lián)死區(qū)故障識別及故障保護方法。

背景技術(shù)：

目前，電力系統(tǒng)常見的電氣主接線方式包括單母線、單母分段、單母三分段、雙母線、雙母雙分、雙母單分以及二分之三接線方式。對于雙母線系統(tǒng)，母聯(lián)互感器與母聯(lián)斷路器之間發(fā)生的故障稱為死區(qū)故障。

中國雜志《繼電器》第34卷第10期名稱為“母線保護中母聯(lián)死區(qū)故障保護邏輯的研究”的論文公開了一種母聯(lián)死區(qū)故障的識別方法，通過在發(fā)生故障時啟動大差，然后采集母聯(lián)斷路器兩側(cè)電流互感器的電流，當(dāng)兩個互感器的電流向量和的幅值為大差差值的幅值時，可判定發(fā)生了母聯(lián)死區(qū)故障。

如圖1所示，當(dāng)N點發(fā)生死區(qū)故障時，首先大差啟動，此時大差的差流為一定值然后采集兩個電流互感器的電流，分別為和當(dāng)所述電流滿足時，判定母聯(lián)死區(qū)故障發(fā)生。

該方法解決了傳統(tǒng)保護裝置先誤跳無故障母線才能識別死區(qū)故障的問題，存在的缺點是上述死區(qū)故障判定條件存在失效的可能，這是由于互感器存在測量誤差，即使發(fā)生了母聯(lián)死區(qū)故障，也會使上述判定公式等號左右兩邊不相等，即使判定條件無法有效識別死區(qū)故障。該方法失效后小差仍然會誤跳無故障母線，造成停電范圍擴大，對供電的可靠性帶來了不利影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種母聯(lián)死區(qū)故障識別方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)不能有效識別母聯(lián)死區(qū)故障的問題，還提供一種母聯(lián)死區(qū)故障保護方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)不能有效識別母聯(lián)死區(qū)故障的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種母聯(lián)死區(qū)故障識別方法，包括三個識別方法方案：

識別方法方案一，包括以下步驟：

1)采集母聯(lián)斷路器兩側(cè)電流互感器的電流，所述電流分別記為1母側(cè)電流、2母側(cè)電流；

2)當(dāng)1母側(cè)電流、2母側(cè)電流滿足下列條件時，判定有母聯(lián)死區(qū)故障發(fā)生：

所述1母側(cè)電流、2母側(cè)電流向量和的幅值與所述1母側(cè)電流幅值的差值大于設(shè)定的第一閾值，或所述1母側(cè)電流、2母側(cè)電流向量和的幅值與所述2母側(cè)電流幅值的差值大于設(shè)定的第二閾值。

識別方法方案二，在識別方法方案一的基礎(chǔ)上，步驟2)所述條件還包括：所述1母側(cè)電流大于設(shè)定的第三閾值，所述2母側(cè)電流大于設(shè)定的第四閾值。

識別方法方案三，在識別方法方案二的基礎(chǔ)上，所述第三閾值和第四閾值為差動保護動作定值。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提出一種母聯(lián)死區(qū)故障保護方法，包括三個保護方法方案：

保護方法方案一，包括以下步驟：

1)采集母聯(lián)斷路器兩側(cè)電流互感器的電流，所述電流分別記為1母側(cè)電流、2母側(cè)電流；

2)當(dāng)1母側(cè)電流、2母側(cè)電流滿足下列條件時，判定有母聯(lián)死區(qū)故障發(fā)生：

所述1母側(cè)電流、2母側(cè)電流向量和的幅值與所述1母側(cè)電流幅值的差值大于設(shè)定的第一閾值，或所述1母側(cè)電流、2母側(cè)電流向量和的幅值與所述2母側(cè)電流幅值的差值大于設(shè)定的第二閾值；

3)斷開母聯(lián)斷路器，所述母聯(lián)斷路器兩側(cè)電流互感器的電流不記入各母線的小差，通過各母線的小差保護隔離故障。

保護方法方案二，在保護方法方案一的基礎(chǔ)上，步驟2)所述條件還包括：所述1母側(cè)電流大于設(shè)定的第三閾值，所述2母側(cè)電流大于設(shè)定的第四閾值。

保護方法方案三，在保護方法方案二的基礎(chǔ)上，所述第三閾值和第四閾值為差動保護動作定值。

本發(fā)明的有益效果是：通過檢測母聯(lián)斷路器兩側(cè)互感器的電流，計算兩個電流的向量和，根據(jù)向量和的幅值是否大于任意一個互感器電流的幅值，判斷母聯(lián)死區(qū)故障是否發(fā)生，該方法能夠準(zhǔn)確、有效識別母聯(lián)死區(qū)故障，相對現(xiàn)有技術(shù)更好的體現(xiàn)繼電保護選擇性的要求。

附圖說明

圖1是雙CT接入的雙母線電氣主接線示意圖；

圖2是母聯(lián)死區(qū)故障防誤切無故障母線判別流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的說明。

本發(fā)明的一種母聯(lián)死區(qū)故障識別方法的實施例：

如圖2所示，在母聯(lián)斷路器兩側(cè)均設(shè)置有電流互感器，分別用于監(jiān)測母聯(lián)斷路器到1母及母聯(lián)斷路器到2母之間的差流，實時采集兩個電流互感器的電流，分別記錄為1母側(cè)電流、2母側(cè)電流。其中1母側(cè)電流對應(yīng)母聯(lián)斷路器到1母之間的差流，2母側(cè)電流對應(yīng)母聯(lián)斷路器到2母之間的差流。

當(dāng)1母側(cè)電流、2母側(cè)電流向量和的幅值與所述1母側(cè)電流幅值的差值大于設(shè)定的第一閾值，或當(dāng)1母側(cè)電流、2母側(cè)電流向量和的幅值與所述2母側(cè)電流幅值的差值大于設(shè)定的第二閾值時，可判定有母聯(lián)死區(qū)故障發(fā)生，判定式如下：

I_add-I₁＞I_n

I_add-I₂＞I_m

其中，表示1母側(cè)電流向量，I₁表示1母側(cè)電流幅值，表示2母側(cè)電流向量，I₂表示2母側(cè)電流幅值，表示1母側(cè)電流向量和2母側(cè)電流向量的和，I_add表示1母側(cè)電流向量和2母側(cè)電流向量的和的幅值，I_n表示設(shè)定的第一閾值，I_m表示設(shè)定的第二閾值。

本發(fā)明的母聯(lián)死區(qū)故障識別方法能夠準(zhǔn)確、有效識別母聯(lián)死區(qū)故障，解決母線差動保護把母聯(lián)死區(qū)故障誤認(rèn)為母線故障的問題。

為防止互感器檢測的電流過小或者空載時導(dǎo)致死區(qū)故障識別的誤判，需要對單個電流互感器電流的電流大小需要做出限定，即1母側(cè)電流大于設(shè)定的第三閾值，2母側(cè)電流大于設(shè)定的第四閾值，第三閾值和第四閾值可設(shè)置為差動保護動作定值，判定式如下：

I₁＞I_set

I₂＞I_set

其中，I_set表示差動保護動作定值。

本發(fā)明的一種母聯(lián)死區(qū)故障保護方法的實施例：

如圖2所示，在母聯(lián)斷路器兩側(cè)均設(shè)置有電流互感器，分別用于監(jiān)測母聯(lián)斷路器到1母及母聯(lián)斷路器到2母之間的差流，實時采集兩個電流互感器的電流，分別記錄為1母側(cè)電流、2母側(cè)電流。其中1母側(cè)電流對應(yīng)母聯(lián)斷路器到1母之間的差流，2母側(cè)電流對應(yīng)母聯(lián)斷路器到2母之間的差流。

當(dāng)1母側(cè)電流、2母側(cè)電流向量和的幅值與1母側(cè)電流幅值的差值大于設(shè)定的第一閾值，或當(dāng)1母側(cè)電流、2母側(cè)電流向量和的幅值與2母側(cè)電流幅值的差值大于設(shè)定的第二閾值時，可判定有母聯(lián)死區(qū)故障發(fā)生，判定式如下：

I_add-I₁＞I_n

I_add-I₂＞I_m

其中，表示1母側(cè)電流向量，I₁表示1母側(cè)電流幅值，表示2母側(cè)電流向量，I₂表示2母側(cè)電流幅值，表示1母側(cè)電流向量與2母側(cè)電流向量的和，I_add表示1母側(cè)電流向量與2母側(cè)電流向量的和的幅值，I_n表示設(shè)定的第一閾值，I_m表示設(shè)定的第二閾值。

當(dāng)判定母聯(lián)死區(qū)故障發(fā)生后，需要解除母聯(lián)電流，通過差動保護解除母聯(lián)死區(qū)故障。具體的做法是瞬時跳母聯(lián)斷路器，閉鎖母線差動保護100ms，100ms延時滿足后啟動母線差動保護，即可跳開故障母線，實現(xiàn)母聯(lián)死區(qū)故障的有效識別和保護，且不會誤跳無故障母線，即解決發(fā)生死區(qū)故障時先判定為母線故障、再啟動母線差動保護導(dǎo)致的誤跳故障母線問題，消除了誤跳無故障母線對供電可靠性產(chǎn)生的不利影響。

為防止電流過小或者空載時誤判，需要對單個電流互感器電流的電流大小需要做出限定，即1母側(cè)電流大于設(shè)定的第三閾值，2母側(cè)電流大于設(shè)定的第四閾值，第三閾值和第四閾值可設(shè)置為差動保護動作定值，判定式如下：

I₁＞I_set

I₂＞I_set

其中，I_set表示差動保護動作定值。

上述實施例是實時采集母聯(lián)斷路器兩側(cè)互感器電流進行故障保護的過程，作為改進，還可以通過檢測大差的差動電流的情況，當(dāng)差動電流滿足下列條件時，采集斷路器兩側(cè)的1母側(cè)電流、2母側(cè)電流：

I_d＞I_set

I_d＞kI_r

其中，I_d為大差的差動電流，表示參與差流計算支路的支路電流的向量和；I_set為差動保護動作定值，表示參與差流計算支路的支路電流絕對值的和；k為比率制動系數(shù)，I_r為制動電流。

本實施例中采用全周傅里葉算法求取1母側(cè)電流向量和2母側(cè)電流向量的和的幅值，計算式如下：

其中，I_add表示(1母側(cè)電流向量、2母側(cè)電流向量的和)的幅值，I_m表示的最大值，T為的周期，ω為的角頻率，θ表示的初相。

本實施例采用全周傅里葉算法分別計算母聯(lián)斷路器兩側(cè)互感器電流的幅值，計算式如下：

其中，I_m1表示的最大值，ω₁表示的角頻率，θ₁表示的初相，T₁表示的周期，I_m2表示的最大值，ω₂表示的角頻率，θ₁表示的初相，T₂表示的周期。

在本發(fā)明給出的思路下，采用對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易想到的方式對上述實施例中的技術(shù)手段進行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應(yīng)技術(shù)手段基本相同、實現(xiàn)的發(fā)明目的也基本相同，這樣形成的技術(shù)方案是對上述實施例進行微調(diào)形成的，這種技術(shù)方案仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。