基于幅值比較原理的繼電保護方法
【專利摘要】基于幅值比較原理的繼電保護方法，利用外部短路時電流幅值相等的特征，保護裝置對互感器的電流波形進行采樣濾波,并利用通信方式獲得了被保護設(shè)備兩側(cè)的電流，通過兩側(cè)電流幅值的比較，構(gòu)成幅值比較原理的繼電保護方法。幅值比較原理的繼電保護方法對區(qū)外故障有足夠的安全性，對區(qū)內(nèi)故障有足夠的靈敏性，對光纖通道路由一致性的要求寬松；不受故障點兩側(cè)系統(tǒng)等值阻抗角度差異的影響；振蕩中系統(tǒng)兩側(cè)功角擺開發(fā)生故障時，幅值比較原理的繼電保護方法有較好的性能。因此本發(fā)明提出的幅值比較原理的繼電保護方法具有廣闊的應(yīng)用空間，可應(yīng)用于輸電線路保護、發(fā)電機保護、變壓器保護、母線保護等。
【專利說明】基于幅值比較原理的繼電保護方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地涉及繼電保護的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在超高壓輸電線路中，光纖差動保護作為主保護得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]光纖差動保護原理先進，但要求光纖通道的收發(fā)路由一致。差動保護的典型判據(jù)是基于“相量和”與“相量差”的比例制動差動。輸電線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，若故障點兩側(cè)的系統(tǒng)等值阻抗角度差異大，或在輸電系統(tǒng)振蕩時，振蕩中系統(tǒng)兩側(cè)功角擺開發(fā)生故障時，會對傳統(tǒng)差動保護的靈敏度產(chǎn)生一定的影響，保護裝置會出現(xiàn)動作慢等問題，另外，在收發(fā)路由不一致時，必須退出光纖差動保護，因此，為了解決上述的問題，還需要對現(xiàn)有差動保護原理進行研究。
[0004]除了輸電線路保護以外，發(fā)電機保護、變壓器保護、母線保護等均有類似需要提高靈敏度的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決被保護設(shè)備兩側(cè)的電流相位差異大時差動保護的靈敏度問題。在振蕩中被保護設(shè)備發(fā)生內(nèi)部短路時，或者包含串補的線路內(nèi)部故障時，被保護設(shè)備兩側(cè)的故障電流相位差異會是鈍角甚至接近平角，此時傳統(tǒng)的差動保護可能會拒動。
[0006]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案。
[0007]—種基于幅值比較原理的繼電保護方法，其特征在于:通過被保護設(shè)備兩側(cè)電流幅值的比較，構(gòu)成幅值比較原理的繼電保護方法。
[0008]進一步，所述繼電保護方法包括以下步驟:
[0009]( I)保護裝置對互感器所采集的被保護設(shè)備的電壓電流波形進行采樣濾波；
[0010](2)保護裝置利用通信方式獲得了被保護設(shè)備兩側(cè)的電流/_、/_其中
-A B、C，代表被保護設(shè)備的A、B、C三相，m、η代表被保護設(shè)備兩側(cè)；
[0011](3)通過被保護設(shè)備兩側(cè)電流幅值的比較，構(gòu)成幅值比較原理的繼電保護判據(jù)，當(dāng)滿足以下判據(jù)時，差動保護動作
[0012]幅值比較原理的繼電保護方法判據(jù)如下:
[0013]I9m I > k*|I 或者I/_ I >k*|
[0014]k的典型取值為1.3?2.0之間的數(shù)值。
[0015]幅值比較原理的繼電保護方法對區(qū)外故障有足夠的安全性，對區(qū)內(nèi)故障有足夠的靈敏性。在線路保護中應(yīng)用時，有以下特點:對光纖通道路由一致性的要求寬松；不受故障點兩側(cè)系統(tǒng)等值阻抗角度差異的影響；振蕩中系統(tǒng)兩側(cè)功角擺開發(fā)生故障時，幅值比較原理的繼電保護方法有較好的性能，幅值比較原理的繼電保護方法具有廣闊的應(yīng)用空間。
[0016]幅值比較原理的繼電保護方法可應(yīng)用于輸電線路保護、發(fā)電機保護、變壓器保護、母線保護等。
[0017]本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:
[0018]在被保護設(shè)備內(nèi)部故障時，即使被保護設(shè)備兩側(cè)電流的相角差異為鈍角甚至平角時，滿足幅值比較判據(jù)時，保護仍然能動作。系統(tǒng)振蕩時系統(tǒng)兩側(cè)功角擺開發(fā)生故障時應(yīng)用，可以提高傳統(tǒng)保護的動作速度；本發(fā)明在線路保護應(yīng)用時，在光纖通道收發(fā)路由不一致傳統(tǒng)差動保護退出時，也可以應(yīng)用；在串補線路尤其是串補度偏大的線路應(yīng)用，可以解決傳統(tǒng)差動保護可能拒動的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】 [0019]圖1顯示了本發(fā)明幅值比較原理的繼電保護方法流程圖。
[0020]圖2顯示了一個輸電線路故障示意圖。
具體實施方案
[0021]下面結(jié)合說明書附圖并通過具體實例，對本發(fā)明所公開的技術(shù)方案做進一步詳細介紹。
[0022]如圖1所示為本發(fā)明幅值比較原理的繼電保護方法流程圖。
[0023]以輸電線路故障特征為例，闡述本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的幅值比較原理的繼電保護方法包括以下步驟:
[0024]步驟1:利用外部短路時電流幅值相等的特征，根據(jù)保護安裝處(圖2中m、n處)的電流互感器TA測得電流的瞬時值，進行濾波計算。
[0025]步驟2:并利用通信方式獲得線路兩側(cè)的電流/胃、(^=A, B、C，m、η代表線路兩側(cè)，下同)。
[0026]步驟3:通過兩側(cè)電流幅值的比較，構(gòu)成幅值比較原理的繼電保護方法，幅值比較原理的繼電保護方法作為一種新原理保護方法。
[0027]幅值比較原理的繼電保護方法判據(jù)如下:
[0028]\1φ I > I 或者 |4"卜k*|‘|，
[0029]k的典型取值為1.3~2.0之間的數(shù)值。
[0030]輸電線路正常運行或區(qū)外故障(如圖2中Kl處故障時)時，被保護線路兩側(cè)流過的是穿越性的電流，線路保護裝置兩側(cè)的電流幅值相等，不滿足動作判據(jù)；當(dāng)輸電線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(如圖2中K2處故障時)，線路保護裝置兩側(cè)的電流大小有差異，比較兩側(cè)電流的幅值差異，從而能識別出區(qū)內(nèi)故障。
[0031]在輸電線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，若故障點兩側(cè)的系統(tǒng)等值阻抗角度差異大，傳統(tǒng)的基于“相量和”與“相量差”的比例制動差動保護的動作靈敏性就會降低，此時幅值比較原理的繼電保護方法保護能可靠動作。
[0032]在輸電系統(tǒng)振蕩時，振蕩中系統(tǒng)兩側(cè)功角擺開發(fā)生故障時，傳統(tǒng)的基于“相量和”與“相量差”的比例制動差動保護動作時間會比較長，而幅值比較原理的繼電保護方法保護能快速動作。[0033]幅值比較原理的繼電保護方法對區(qū)外故障有足夠的安全性，對區(qū)內(nèi)故障有足夠的靈敏性，對光纖通道路由一致性的要求寬松；不受故障點兩側(cè)系統(tǒng)等值阻抗角度差異的影響；振蕩中系統(tǒng)兩側(cè)功角擺開發(fā)生故障時，幅值比較原理的繼電保護方法有較好的性能。
[0034]幅值比較原理的繼電保護方法具有廣闊的應(yīng)用空間，幅值比較原理的繼電保護方法可應(yīng)用于輸電線路、發(fā)電機、變壓器、母線保護等。
【權(quán)利要求】
1.一種基于幅值比較原理的繼電保護方法，其特征在于:通過被保護設(shè)備兩側(cè)電流幅值的比較，構(gòu)成幅值比較原理的繼電保護方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述繼電保護方法，其特征在于，所述繼電保護方法包括以下步驟: (1)保護裝置對互感器所采集的被保護設(shè)備的電壓電流波形進行采樣濾波；(2)保護裝置利用通信方式獲得了被保護設(shè)備兩側(cè)的電流Jim、?其中=AB、C，代表被保護設(shè)備的A、B、C三相，m、η代表被保護設(shè)備兩側(cè)； (3)通過被保護設(shè)備兩側(cè)電流幅值的比較，構(gòu)成幅值比較原理的繼電保護判據(jù)，當(dāng)滿足以下判據(jù)時，差動保護動作: 其中，幅值比較原理的繼電保護判據(jù)如下:
Iψ?.〉k* \ ^-vn \ 或者 I I —丨 >k* I I — I
k的典型取值為1.3~2.0之間的數(shù)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于幅值比較原理的繼電保護方法，其特征在于: 所述繼電保護方法可應(yīng)用于輸電線路保護、發(fā)電機保護、變壓器保護、母線保護。
【文檔編號】H02H7/26GK103746335SQ201310717394
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】黃少鋒, 魏會利, 張月品, 伍葉凱, 趙月, 黃繼偉 申請人:北京四方繼保自動化股份有限公司, 華北電力大學(xué)