一種零序電流差動(dòng)保護(hù)選相方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別是零序電流差動(dòng)選相方法。本發(fā)明技術(shù)方案：如附圖，保護(hù)啟動(dòng)元件動(dòng)作后展寬200ms，然后與基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量分相電流差動(dòng)經(jīng)與門G2相與，其輸出與常規(guī)相量電流差動(dòng)保護(hù)經(jīng)非門G1輸出的信號(hào)在與門G3進(jìn)行邏輯“與”，最后與門G3輸出的信號(hào)與常規(guī)相量電流差動(dòng)保護(hù)在或門G4那里進(jìn)行邏輯“或”，或門G4輸出的信號(hào)作為零序電流差動(dòng)保護(hù)的選相動(dòng)作信號(hào)?；诠收锨半娏骰鶞?zhǔn)值的故障分量定義為：以啟動(dòng)元件確定短路故障起始時(shí)刻，以故障前一個(gè)周波的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)量，以故障后的實(shí)時(shí)值與故障前一周波中的相應(yīng)基準(zhǔn)量之差作為故障分量。與目前零序電流保護(hù)以分相電流差動(dòng)選相技術(shù)相比，在不影響原有分相電流差動(dòng)選相效果前提下，重負(fù)荷以及故障電流很小時(shí)發(fā)生單相高阻接地故障時(shí)能正確選相。
【專利說(shuō)明】
一種零序電流差動(dòng)保護(hù)選相方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別是一種零序電流差動(dòng)選相方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 零序電流差動(dòng)保護(hù)對(duì)于接地故障靈敏度很高，不受負(fù)荷影響，但是該保護(hù)本身不 具備選相功能，目前主要利用分相電流差動(dòng)保護(hù)原理實(shí)現(xiàn)選相（ARP303G系列超高壓線路 保護(hù)裝置技術(shù)和使用說(shuō)明書第25頁(yè))。分相電流差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)量有負(fù)荷電流，在重負(fù)荷 以及故障電流很小時(shí)發(fā)生單相高阻接地故障時(shí)會(huì)出現(xiàn)保護(hù)據(jù)動(dòng)的情況，從而可能導(dǎo)致選相 失敗，造成零序電流差動(dòng)保護(hù)經(jīng)延時(shí)三跳。零序電流差動(dòng)作為穩(wěn)態(tài)量差動(dòng)及故障分量的后 備保護(hù)，延時(shí)動(dòng)作時(shí)間在80~100ms (RCS931-系列超高壓線路成套保護(hù)裝置技術(shù)和使用說(shuō) 明書第10頁(yè)延時(shí)100ms，ARP303G系列超高壓線路保護(hù)裝置技術(shù)和使用說(shuō)明書第25頁(yè)延時(shí) 80ms)，主要針對(duì)緩慢爬升高阻故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的尋找一種在零序電流保護(hù)動(dòng)作出口之前有效選相方法，即既在正常 情形下故障時(shí)能正確選相，還要在重負(fù)荷以及故障電流很小時(shí)發(fā)生單相高阻接地故障時(shí)能 正確選相的選相方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 零序電流在電力系統(tǒng)非對(duì)稱短路故障發(fā)生后只要故障不消失就一直存在，所以零序電 流差動(dòng)保護(hù)可以作為全電流差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。零序電流差動(dòng)保護(hù)往往在重負(fù)荷以及故 障電流很小時(shí)發(fā)生單相高阻接地故障或者是緩慢爬升高阻故障時(shí)發(fā)揮優(yōu)勢(shì)(其他不對(duì)稱故 障下也能動(dòng)作，但是分相電流差動(dòng)也可以動(dòng)作，并且比零序電流差動(dòng)早動(dòng)作出口），動(dòng)作時(shí) 間在80~100ms，另外由于現(xiàn)在電網(wǎng)越來(lái)越強(qiáng)壯，所以這零序電流差動(dòng)發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的故障情形 下，電網(wǎng)頻率變化應(yīng)該很小，即使是離發(fā)電廠近的線路在80~100ms這么短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生緩 慢單相高阻接地故障時(shí)電網(wǎng)頻率也變化很小。
[0005] 以啟動(dòng)元件確定短路故障起始時(shí)刻，以故障前一個(gè)周波的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)量，以故障 后的實(shí)時(shí)值與故障前一周波中的相應(yīng)基準(zhǔn)量之差作為故障分量(為與目前故障分量定義相 區(qū)分，此處簡(jiǎn)稱基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量)，然后以此故障分量作分相電流差動(dòng)保 護(hù)，并以該差動(dòng)保護(hù)來(lái)選相可以有效地解決重負(fù)荷以及故障電流很小時(shí)發(fā)生單相高阻接地 故障時(shí)常規(guī)相量電流差動(dòng)保護(hù)會(huì)出現(xiàn)據(jù)動(dòng)的問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明最終的技術(shù)方案：如圖1，保護(hù)啟動(dòng)展寬200ms (因?yàn)槟壳氨Ｗo(hù)裝置中零序 電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間在80~100ms，考慮一定裕度，所以本發(fā)明故障選相方法在故障后投 入200ms自動(dòng)退出），然后與基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量分相電流差動(dòng)經(jīng)與門G2相 與，其輸出與常規(guī)相量電流差動(dòng)保護(hù)經(jīng)非門Gl輸出的信號(hào)在與門G3進(jìn)行邏輯"與"，最后與 門G3輸出的信號(hào)與常規(guī)相量電流差動(dòng)保護(hù)在或門G4那里進(jìn)行邏輯"或"，或門G4輸出的信 號(hào)作為零序電流差動(dòng)保護(hù)的選相動(dòng)作信號(hào)。
[0007] 本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案，基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量分相電流差動(dòng)可以 采用相量差動(dòng)形式，也可以采用采樣值差動(dòng)形式實(shí)現(xiàn)。
[0008] 本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案，基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量用公式表示如式 (1):
式中：
于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量 rt時(shí)刻電流值 :相對(duì)于當(dāng)前t時(shí)刻的η個(gè)周波前的電流值，即故障前一周波相對(duì)應(yīng)的值，比 如故障發(fā)生20ms后則η取1，故障發(fā)生40ms后η取2,以此類推。
[0009] 本發(fā)明與現(xiàn)有以分相電流差動(dòng)選相技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)： 在不影響原有分相電流差動(dòng)選相效果前提下，重負(fù)荷以及故障電流很小時(shí)發(fā)生單相高 阻接地故障時(shí)能正確選相。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明： 圖1是本發(fā)明零序電流差動(dòng)選相動(dòng)作邏輯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 如圖1，保護(hù)啟動(dòng)元件動(dòng)作后展寬200ms (因?yàn)槟壳氨Ｗo(hù)裝置中零序電流差動(dòng)保護(hù) 動(dòng)作時(shí)間在80~100ms，考慮一定裕度取200ms，在此時(shí)間內(nèi)重負(fù)荷以及故障電流很小時(shí)發(fā) 生單相高阻接地故障時(shí)電網(wǎng)頻率變化很小)，然后與基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量分 相電流差動(dòng)經(jīng)與門G2相與，其輸出與常規(guī)相量電流差動(dòng)保護(hù)經(jīng)非門Gl輸出的信號(hào)在與門 G3進(jìn)行邏輯"與"，最后與門G3輸出的信號(hào)與常規(guī)相量電流差動(dòng)保護(hù)在或門G4那里進(jìn)行邏 輯"或"，或門G4輸出的信號(hào)作為零序電流差動(dòng)保護(hù)的選相動(dòng)作信號(hào)。
[0012] 基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量分相電流差動(dòng)【具體實(shí)施方式】一：米用相量差動(dòng) 時(shí)判據(jù)如式（2)
式（2中）：
:基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量）先濾波然后經(jīng)傅里葉運(yùn)算，然后 以此為基礎(chǔ)計(jì)算出來(lái)的差動(dòng)電流
基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量）先濾波然后經(jīng)傅里葉運(yùn)算，然后以 此為基礎(chǔ)計(jì)算出來(lái)的制動(dòng)電流
差動(dòng)電流動(dòng)作定值。
[0013] 基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量分相電流差動(dòng)【具體實(shí)施方式】二：采用采樣值差 動(dòng)，判據(jù)如式（3)和式（4)
在式（3)和（4)中：
表示線路m側(cè)t時(shí)刻的基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量，
表 示線路m側(cè)t時(shí)刻的基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量，^(辦表示線路t時(shí)刻的差電流，
[表示線路t時(shí)刻的制動(dòng)電流，表示設(shè)定的差動(dòng)電流門濫值，表示制動(dòng)系數(shù)。
[0014] 基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量分相電流表達(dá)式如公式（1 )。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種零序電流差動(dòng)選相方法，其特征是：保護(hù)啟動(dòng)元件展寬200ms，然后與基于故障 前電流基準(zhǔn)值的故障分量分相電流差動(dòng)經(jīng)與口相與，其輸出與常規(guī)相量電流差動(dòng)保護(hù)經(jīng)非 口輸出的信號(hào)在與口進(jìn)行邏輯"與"，最后與口輸出的信號(hào)與常規(guī)相量電流差動(dòng)保護(hù)信號(hào)進(jìn) 行邏輯"或"，輸出的信號(hào)作為零序電流差動(dòng)保護(hù)的選相動(dòng)作信號(hào)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所要求的一種零序電流差動(dòng)選相方法中的基于故障前電流基準(zhǔn)值 的故障分量的特征：W啟動(dòng)元件確定短路故障起始時(shí)刻，W故障前一個(gè)周波的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn) 量，W故障后的實(shí)時(shí)值與故障前一周波中的相應(yīng)基準(zhǔn)量之差作為故障分量，然后W此故障 分量作分相電流差動(dòng)保護(hù)，并W該差動(dòng)保護(hù)來(lái)選相，故障分量用公式表示如下：(1) 式中： 心狂）：基于故障前電流基準(zhǔn)值的故障分量 纖:當(dāng)前t時(shí)刻電流值 *巧-!1巧；相對(duì)于當(dāng)前t時(shí)刻的n個(gè)周波前的電流值，即故障前一周波相對(duì)應(yīng)的值，比 如故障發(fā)生20ms后則n取1，故障發(fā)生40ms后n取2, W此類推。
【文檔編號(hào)】H02H7/26GK105914716SQ201510704520
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年10月27日
【發(fā)明人】曾鐵軍, 蘇澤光, 徐祖華
【申請(qǐng)人】南華大學(xué)