一種基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法，屬于電力工程繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能變電站的過(guò)程層設(shè)備之間的采樣值數(shù)據(jù)（SV)采用DL/ T860. 92 (IEC61850-9-2)協(xié)議點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或組網(wǎng)傳輸方式，雖然組網(wǎng)傳輸方式符合智能變電站 網(wǎng)絡(luò)化、多間隔信息共享和簡(jiǎn)化過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等發(fā)展方向，但其不同間隔SV的同步依賴 于對(duì)時(shí)系統(tǒng)。由于保護(hù)裝置要求不依賴于外部對(duì)時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其保護(hù)功能，所以繼電保護(hù)裝 置在采用組網(wǎng)方式獲取SV時(shí)其保護(hù)功能受到了限制，因此非常有必要尋找一種新型的繼 電保護(hù)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法，以解決保護(hù)裝置以組網(wǎng) 方式接入采樣值時(shí)保護(hù)功能依賴于對(duì)時(shí)系統(tǒng)的局限性。
[0004] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供了一種基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法，該差動(dòng)保 護(hù)方法通過(guò)被保護(hù)對(duì)象各支路的正序?qū)Ъ{和Yd的大小與方向特征來(lái)識(shí)別被保護(hù)對(duì)象是否 發(fā)生故障，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)設(shè)備的差動(dòng)保護(hù)。
[0005] 所述當(dāng)被保護(hù)對(duì)象的正序?qū)Ъ{和Yed大于設(shè)定值時(shí)，且Y &與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y同 相時(shí)判為區(qū)內(nèi)故障，經(jīng)時(shí)間定值延時(shí)確認(rèn)后保護(hù)動(dòng)作。
[0006] 所述當(dāng)被保護(hù)對(duì)象的正序?qū)Ъ{和Yed大于設(shè)定值時(shí)，且Y &與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y反 相時(shí)判為區(qū)外故障。
[0007] 所述設(shè)定值為Kral X I Ybph I，其中Ybph為系統(tǒng)最大負(fù)荷時(shí)的正序不平衡導(dǎo)納，K ^為 可靠系數(shù)，取I. 1~1. 5。
[0008] 所述的動(dòng)作時(shí)間定值最小應(yīng)躲過(guò)電壓電流測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)間窗與各支路SV最大的失 步時(shí)間之和。
[0009] 所述正序?qū)Ъ{之和Yed與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y同相指的是YY相角差的絕對(duì)值小 于1，α為正方向動(dòng)作范圍。
[0010] 所述若被保護(hù)對(duì)象為主變?cè)虬髯冊(cè)r(shí)，根據(jù)主變的變比對(duì)各側(cè)測(cè)量導(dǎo) 納進(jìn)行折算，若主變變比為K = Ν1/Ν2,以一次側(cè)為基準(zhǔn)，則二次側(cè)導(dǎo)納折算到一次側(cè)需乘 系數(shù)1/Κ2。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明根據(jù)被保護(hù)對(duì)象各支路的正序?qū)Ъ{和乙,的大小與 方向特征來(lái)識(shí)別被保護(hù)對(duì)象是否發(fā)生故障，當(dāng)被保護(hù)對(duì)象的正序?qū)Ъ{和￥&大于設(shè)定值時(shí)， 且I d與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y同相時(shí)判為區(qū)內(nèi)故障，經(jīng)時(shí)間定值延時(shí)確認(rèn)后保護(hù)動(dòng)作，從而實(shí) 現(xiàn)對(duì)被保護(hù)設(shè)備的差動(dòng)保護(hù)。本發(fā)明依據(jù)各支路正序?qū)Ъ{和Yd的大小在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí) 和系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)有明顯區(qū)別的原理，能夠可靠的識(shí)別出故障，具有選擇性好、靈敏性高、 可靠性高和自適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)，能直接應(yīng)用于以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的智能變電站繼電 保護(hù)裝置中，解決保護(hù)裝置以DL/T860. 92 (IEC61850-9-2)協(xié)議組網(wǎng)方式接入采樣值時(shí)保 護(hù)功能依賴于對(duì)時(shí)系統(tǒng)的局限性。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電路模型及正序網(wǎng)絡(luò)圖；
[0013] 圖2是系統(tǒng)保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)的電路模型及正序網(wǎng)絡(luò)圖；
[0014] 圖3是系統(tǒng)保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí)的電路模型及正序網(wǎng)絡(luò)圖；
[0015] 圖4是系統(tǒng)被保護(hù)對(duì)象為兩支路跨電壓等級(jí)的電路模型圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0017] 由于各間隔正序?qū)Ъ{由來(lái)自同一 MU的電壓電流計(jì)算得到，則保證了單間隔電壓 電流的同步性，即保證了其測(cè)量正序?qū)Ъ{大小和方向的正確性；由于系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)或 故障運(yùn)行時(shí)，其正序電壓電流基本是穩(wěn)定不變的，故其各支路的測(cè)量正序?qū)Ъ{大小基本是 穩(wěn)定的，僅在故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)由正常態(tài)進(jìn)入故障態(tài)的過(guò)渡過(guò)程中測(cè)量的正序?qū)Ъ{是變化 的，因此動(dòng)作邏輯中經(jīng)延時(shí)確認(rèn)躲過(guò)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)過(guò)渡時(shí)的測(cè)量時(shí)間窗即可保證保護(hù)動(dòng)作 的正確性，為此，本發(fā)明提供了一種基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法。
[0018] 下面以被保護(hù)對(duì)象為兩分支為例進(jìn)行分析。
[0019] 1)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)
[0020] 首端正序?qū)Ъ{為：
[0021] 尾端正序?qū)Ъ{為：
[0022] 兩支路正序?qū)Ъ{之和為：

[0027] 正常運(yùn)行時(shí)的正序不平衡導(dǎo)納為
當(dāng)負(fù)荷電流Ifh越大 時(shí)，Zfh越小，正常運(yùn)行時(shí)的正序不平衡導(dǎo)納Ybph越大。
[0028] 其中Yp 別為首端的測(cè)量導(dǎo)納、測(cè)量電流和測(cè)量電壓；Y 2、I2、U2為尾端的測(cè) 量導(dǎo)納、測(cè)量電流和測(cè)量電壓；Y&為差動(dòng)導(dǎo)納即被保護(hù)對(duì)象各支路測(cè)量導(dǎo)納之和；I fh為正 常運(yùn)行時(shí)的流過(guò)被保護(hù)對(duì)象的負(fù)荷電流；Zfh為正常運(yùn)行時(shí)的首端測(cè)量的負(fù)荷阻抗；k為U 2 與U1模的比值，Θ為U2相位超前于U1相位的角度；Z為被保護(hù)對(duì)象的阻抗；巧為負(fù)荷阻抗 角；聲為被保護(hù)對(duì)象本身的阻抗角。
[0029] 2)系統(tǒng)保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)
[0030] 兩支路正序?qū)Ъ{之和為：
與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y同相。
[0031] 3)系統(tǒng)保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí)
[0032] 兩支路正序?qū)Ъ{之和為：
與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y反相。
[0033] 由上述分析可見，各支路正序?qū)Ъ{和Yed的大小在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)和系統(tǒng)發(fā)生故 障時(shí)有明顯區(qū)別，Yd的方向在故障點(diǎn)在被保護(hù)對(duì)象區(qū)內(nèi)和區(qū)外時(shí)有明顯區(qū)別，即根據(jù)￥&的 大小和方向能可靠識(shí)別區(qū)內(nèi)故障。
[0034] 本發(fā)明基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)方法的具體實(shí)施過(guò)程如下：
[0035] 1.同步測(cè)量各支路的三相電壓和三相電流，以保證各支路正序?qū)Ъ{計(jì)算的正確 性。
[0036] 2.由各支路三相電壓和三相電流測(cè)量值計(jì)算各支路的正序電壓和正序電流，進(jìn)而 得各支路正序?qū)Ъ{。
[0037] 3.由各支路正序?qū)Ъ{計(jì)算的得到被保護(hù)對(duì)象各支路正序?qū)Ъ{之和Ycd。
[0038] 4.根據(jù)的大小和方向進(jìn)行保護(hù)邏輯判別。
[0039] 當(dāng)被保護(hù)對(duì)象的正序?qū)Ъ{和Yed大于設(shè)定值Y set時(shí)，且Y &與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y同 相時(shí)判為區(qū)內(nèi)故障，經(jīng)時(shí)間定值延時(shí)確認(rèn)后保護(hù)動(dòng)作；當(dāng)被保護(hù)對(duì)象的正序?qū)Ъ{和乙3大于 設(shè)定值時(shí)，且I d與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y反相時(shí)判為區(qū)外故障。
[0040] 其中設(shè)定值YsradtS K X I Ybph I，Ybph為系統(tǒng)最大負(fù)荷時(shí)的正序不平衡導(dǎo)納，K 為 可靠系數(shù)，一般取I. 1~1. 5。正序?qū)Ъ{之和Id與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y同相指的是久3與Y相 角差的絕對(duì)值小于f，正序?qū)Ъ{之和Yd與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y反相指的是Y &與Y相角差的 絕對(duì)值不小于y，α為正方向動(dòng)作范圍。動(dòng)作時(shí)間定值最小應(yīng)躲過(guò)電壓電流測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)間 窗與各支路SV最大的失步時(shí)間之和。
[0041] 當(dāng)被保護(hù)對(duì)象為主變?cè)虬髯冊(cè)r(shí)，需對(duì)各側(cè)測(cè)量導(dǎo)納根據(jù)主變的變比 進(jìn)行折算，若主變變比為K = Ν1/Ν2,以一次側(cè)為基準(zhǔn)，則二次側(cè)導(dǎo)納折算到一次側(cè)需乘系 數(shù)1/Κ2。同時(shí)，由于主變存在激磁回路，當(dāng)空投和區(qū)外故障切除等情況時(shí)，激磁回路將流過(guò) 較大的激磁電流，此時(shí)正序?qū)Ъ{之和I d表現(xiàn)為區(qū)內(nèi)故障特征，保護(hù)需增加防止涌流誤動(dòng)措 施。
[0042] 系統(tǒng)發(fā)生振蕩且振蕩中心在保護(hù)區(qū)內(nèi)時(shí)，正序?qū)Ъ{之和￥&表現(xiàn)為區(qū)內(nèi)故障特征， 保護(hù)時(shí)需增加防止振蕩誤動(dòng)的措施（包括短時(shí)開放邏輯和不對(duì)稱開放邏輯和余弦電壓開 放邏輯等）。當(dāng)三相故障時(shí)正序電壓可能會(huì)出現(xiàn)死區(qū)，保護(hù)需考慮防止正序電壓出現(xiàn)死區(qū)時(shí) 導(dǎo)納計(jì)算誤差過(guò)大的處理措施：當(dāng)前正序電壓小于IV時(shí)，導(dǎo)納計(jì)算采用的正序電壓由幅值 為IV，相位為記憶正序電壓（4周前）的虛擬電壓替代。
[0043] 綜上所述，本發(fā)明采用被保護(hù)對(duì)象各支路的正序?qū)Ъ{和的大小與方向特征來(lái)識(shí)別 被保護(hù)對(duì)象是否發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)設(shè)備的保護(hù)。本發(fā)明具有選擇性好、靈敏 性高、可靠性高和自適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，能直接應(yīng)用于以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的智能變電站 繼電保護(hù)裝置中，解決保護(hù)裝置以DL/T860. 92(IEC61850-9-2)協(xié)議組網(wǎng)方式接入采樣值 時(shí)保護(hù)功能依賴于對(duì)時(shí)系統(tǒng)的局限性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，該差動(dòng)保護(hù)方法通過(guò)被保護(hù)對(duì)象 各支路的正序?qū)Ъ{和Yed的大小與方向特征來(lái)識(shí)別被保護(hù)對(duì)象是否發(fā)生故障，W實(shí)現(xiàn)對(duì)被 保護(hù)設(shè)備的差動(dòng)保護(hù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，所述當(dāng)被保護(hù) 對(duì)象的正序?qū)Ъ{和Yed大于設(shè)定值時(shí)，且Yed與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y同相時(shí)判為區(qū)內(nèi)故障，經(jīng) 時(shí)間定值延時(shí)確認(rèn)后保護(hù)動(dòng)作。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，所述當(dāng)被保護(hù) 對(duì)象的正序?qū)Ъ{和Yed大于設(shè)定值時(shí)，且Yed與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y反相時(shí)判為區(qū)外故障。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，所述設(shè)定 值為吃。1XIYbphI，其中Ybph為系統(tǒng)最大負(fù)荷時(shí)的正序不平衡導(dǎo)納，K為可靠系數(shù)，取1.1~ 1. 5。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，所述的動(dòng)作時(shí) 間定值最小應(yīng)躲過(guò)電壓電流測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)間窗與各支路SV最大的失步時(shí)間之和。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，所述正序?qū)Ъ{ 之和Yed與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y同相指的是Yed與Y相角差的絕對(duì)值小于α為正方向動(dòng) 作范圍。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，所述若被保護(hù) 對(duì)象為主變?cè)虬髯冊(cè)r(shí)，根據(jù)主變的變比對(duì)各側(cè)測(cè)量導(dǎo)納進(jìn)行折算，若主變變 比為Κ=Ν1/Ν2,W-次側(cè)為基準(zhǔn)，則二次側(cè)導(dǎo)納折算到一次側(cè)需乘系數(shù)1/Κ2。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于正序?qū)Ъ{的差動(dòng)保護(hù)方法，屬于電力工程繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明根據(jù)被保護(hù)對(duì)象各支路的正序?qū)Ъ{和Ycd的大小與方向特征來(lái)識(shí)別被保護(hù)對(duì)象是否發(fā)生故障，當(dāng)被保護(hù)對(duì)象的正序?qū)Ъ{和Ycd大于設(shè)定值時(shí)，且Ycd與被保護(hù)對(duì)象導(dǎo)納Y同相時(shí)判為區(qū)內(nèi)故障,經(jīng)時(shí)間定值延時(shí)確認(rèn)后保護(hù)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)設(shè)備的差動(dòng)保護(hù)。本發(fā)明依據(jù)各支路正序?qū)Ъ{和Ycd的大小在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)和系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)有明顯區(qū)別的原理，能夠可靠的識(shí)別出鼓掌，具有選擇性好、靈敏性高、可靠性高和自適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H02H7/26
【公開號(hào)】CN105244860
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510654335
【發(fā)明人】劉星, 孟樂, 胡寶, 李俊剛, 朱若松, 薛建民, 馮林濤, 郭曉寧, 崔龍衛(wèi), 常彥彥, 胡源奇
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許繼集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月10日