專利名稱：：漸變雙曲線高抗ta暫態(tài)飽和差動保護方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域繼電保護原理，具體講是涉及一種漸變雙曲線高抗TA暫態(tài)飽和差動保護原理。屬于電力自動化
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：發(fā)電機或變壓器回路區(qū)內(nèi)區(qū)外故障時，短路電流非常大，衰減時間常數(shù)大，短路電流中含有非周期暫態(tài)分量且衰減緩慢，將嚴重引起TA鐵心飽和，導致TA傳變特性變差。加上差動保護兩側(cè)TA不同、變比不同、型號不同的負載，各TA回路飽和程度不一致。區(qū)外故障時差動保護的差電流加大，按正常比率制動特性將可能制動不住，產(chǎn)生誤動；而區(qū)內(nèi)故障時由于波形產(chǎn)生畸變，差動保護也有可能被誤閉鎖。TA嚴重飽和后，一般殘留有剩磁，更容易飽和，即使兩側(cè)TA特性完全相同，由于剩磁不同，仍可能出現(xiàn)很大的差流。大機組的出現(xiàn)，使工頻短路電流倍數(shù)增大，加深了TA的飽和，對保護的電流測量回路是一個嚴重的考驗，使縱差保護區(qū)外短路不平衡電流劇增，容易引起差動保護的誤動。這就需要在一次TA選型、濾波算法、保護特性等方面充分考慮這些因素，進一步加強對保護用電流變換器特性的研究，保護原理上研究一種新型差動，能夠抑制TA暫態(tài)飽和可能造成的差動誤動作。差動保護目前多采用比例制動原理和標積制動原理，在技術(shù)上對于CT暫態(tài)飽和，特別是在區(qū)外故障切除、制動電流較小的情況應(yīng)對能力較弱，經(jīng)常會引起不必要的誤動。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明基于對TA暫態(tài)飽和特性的研究，并結(jié)合波形識別技術(shù)、波形預(yù)測技術(shù)以及動態(tài)數(shù)據(jù)窗等先進原理，研制出高抗TA暫態(tài)飽和的漸變雙曲線高抗TA暫態(tài)飽和差動保護原理。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種漸變雙曲線高抗TA暫態(tài)飽和差動保護原理，其特征在于制動曲線不再象常規(guī)比例制動一樣斜率不變，而是引入雙曲線制動曲線特征，采用漸變的技術(shù)，并用新的算法求取制動電流，在區(qū)外故障切除時制動量突然下降，或者在故障時差動TA飽和的情況下，防止差動保護誤動作；其動作方程為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>可知<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>當為兩側(cè)變壓器差動時-;(1800—)卯°<0<270°區(qū)外故障—卯°<0<90°區(qū)內(nèi)故障/;=max化|.|/2|}，取某同名相各側(cè)電流中最大者；/(=(A+")-max(A.")—z(/;'/;)式中厶為差動電流；人為制動電流；《("為漸變的斜率；i^為雙曲線漸變制動特性的漸近線斜率；^為啟動電流；/,、A——分別為變壓器某同名相的各側(cè)電流；/;為變壓器某同名相各側(cè)電流中最大者；/2'為某同名相各側(cè)電流矢量和與各側(cè)電流中最大者矢量之差；0為力和4之間的夾角。前述的漸變雙曲線高抗TA暫態(tài)飽和差動保護原理，其特征在于上述差動電流/d和制動電流/z構(gòu)成了雙曲線。前述的漸變雙曲線高抗TA暫態(tài)飽和差動保護原理，其特征在于上述《(/J為變制動系數(shù)，其最小值為^，比傳統(tǒng)的制動系數(shù)更為安全。前述的漸變雙曲線高抗TA暫態(tài)飽和差動保護原理，其特征在于上述雙曲線漸變制動特性的漸近線斜率A整定為傳統(tǒng)比率制動特性的斜率A。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明制動曲線不再象常規(guī)比例制動一樣斜率不變，引入雙曲線制動曲線特征，采用漸變的技術(shù)，并用新的算法求取制動電流，對于區(qū)外故障切除、制動量突然下降、故障過程中非周期分量引起的TA暫態(tài)飽和可能造成的差動誤動作具有非常顯著的效果，可以防止差動保護誤動作，從而解決了目前差動保護中TA暫態(tài)飽和潛在誤動的技術(shù)難點。圖1變壓器差動保護交流接入回路示意圖2為漸變雙曲線變制動特性曲線與普通制動曲線比較圖(虛線部分為普通制動曲線)；圖3"或門"制動式變壓器縱差保護邏輯框圖4"分相"制動式變壓器縱差保護邏輯框圖。具體實施方案以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作具體的介紹如下。本發(fā)明引入雙曲線制動曲線特征，采用漸變的技術(shù)，形成了漸變雙曲線高抗CT暫態(tài)飽和差動保護原理。(一)動作方程雙曲線變制動特性差動原理/,批"2+("2(2)^——^"T=l。)V(v。式中乙為差動電流；/,為制動電流；《(/;)為漸變的斜率；i^為雙曲線變制動特性的漸近線斜率；/,為啟動電流。由式(1)可知，K("為漸變的斜率，由式(2)可知，差動電流/,和制動電流/2構(gòu)成了雙曲線。雙曲線漸變制動特性的漸近線斜率&建議整定為傳統(tǒng)比率制動特性的斜率/:7。(二)制動特性圖1為變壓器差動保護交流接入回路示意圖，以圖1中三側(cè)變壓器差動保護為實例，說明雙曲線漸變制動特性曲線的制動特性。式(1)中+/，+/，(4),=<jV力")xcos(180。900<^<2700區(qū)夕卜故障(5)'lo—90°<0<卯°區(qū)內(nèi)故障=max/,/2|入|，取某同名相各側(cè)電流中最大者;/;=+/2+/3)-max(人J2/3)式中乙為差動電流；/,為制動電流；K(/,)為漸變的斜率；尺。為雙曲線漸變制動特性的漸近線斜率；々為啟動電流；/。/2、/3分別為變壓器某同名相的各側(cè)電流；/;為變壓器某同名相各側(cè)電流中最大者；厶'為某同名相各側(cè)電流矢量和與各側(cè)電流中最大者矢量之差；^為/,'和/2'之間的夾角。制動特性如圖2所示，圖2為漸變雙曲線變制動特性曲線與普通制動曲線比較圖，虛線部分為普通制動曲線。雙曲線漸變制動特性曲線一開始就有制動，采用與傳統(tǒng)比率制動特性相同的啟動電流和制動斜率，雙曲線漸變的制動系數(shù)的最小值為&，比傳統(tǒng)比率制動特性安全。對于區(qū)內(nèi)故障，由于引入差動各側(cè)電流的相位特性，制動電流約為0，或者很小，對于區(qū)內(nèi)輕微故障仍然有相當?shù)撵`敏度。對于區(qū)外故障，由式(5)可知，制動電流不再為0，而為V/(x/;薩(180。-"，而由于各側(cè)電流的相位特性，差動電流為O，或者很小，可以保證差動保護可靠不動作。對于區(qū)外故障切除的暫態(tài)飽和問題，穿越性的暫態(tài)故障電流可能導致變壓器兩側(cè)TA進入暫態(tài)飽和，區(qū)外故障切除后，電流恢復(fù)為負荷電流，但是由于TA的暫態(tài)特性差異，二次電流可能會出現(xiàn)較大的差流(兩側(cè)TA的幅值轉(zhuǎn)換正常，而相位出現(xiàn)10°30°的角差)，此時動作點往往落在無制動特性的拐點附近，差動可能誤動。而雙曲線漸變制動特性可自適應(yīng)地將啟動門檻抬高到'1+、j有效防止CT暫態(tài)飽和問題，亦可有效防止差動保護在CT退出飽和過程中可能的誤動。相比于通過識別差動電流和制動電流的變化軌跡，比率制動差動保護的動作點由制動區(qū)轉(zhuǎn)到動作區(qū)時，差動保護采用小延時動作的策略，能進一步優(yōu)化差動的快速性和靈敏度。(三)邏輯框圖變壓器縱差保護的邏輯框圖如圖3或圖4所示。圖3表示"或門"制動原理縱差保護框圖；圖4為分相制動原理縱差保護框圖。(四)與本發(fā)明相關(guān)的參數(shù)的整定(1)漸近線斜率^漸近線斜率^整定原則，按躲過出口三相短路時產(chǎn)生的最大暫態(tài)不平衡差流來整定(即過拐點的斜線通過出口區(qū)外故障最大差流對應(yīng)點的上方)。標積制動系數(shù)與比率制動系數(shù)的取值基本相同。一般《=0.40.5(2)啟動電流L整定原則能可靠躲過發(fā)電機變壓器正常運行時的最大不平衡差流。一般I。=(0.40.5)Ie以上已以較佳實施例公布了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。權(quán)利要求1、漸變雙曲線高抗TA暫態(tài)飽和差動保護方法，其特征在于，制動曲線不再象常規(guī)比例制動一樣斜率不變，而是引入雙曲線制動曲線特征，采用漸變的技術(shù)，并用新的算法求取制動電流，在區(qū)外故障切除時制動量突然下降，或者在故障時差動TA飽和的情況下，防止差動保護誤動作；其動作方程為<math-cwu><![CDATA[<math><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mi>d</mi></msub><mo>=</mo><mi>K</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>I</mi><mi>z</mi></msub><mo>)</mo></mrow><msub><mi>I</mi><mi>z</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>K</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>I</mi><mi>z</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msqrt><msup><msub><mi>K</mi><mi>c</mi></msub><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>I</mi><mi>q</mi></msub><mo>/</mo><msub><mi>I</mi><mi>z</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></msqrt></mtd></mtr></mtable></mfenced></math>]]></math-cwu><!--imgid="icf0001"file="S2007101913017C00011.gif"wi="45"he="12"top="5"left="5"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/-->可知<math-cwu><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>I</mi><mi>d</mi></msub><mo>=</mo><msqrt><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>K</mi><mi>c</mi></msub><msub><mi>I</mi><mi>z</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>I</mi><mi>q</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></msqrt></mrow></math>]]></math-cwu><!--imgid="icf0002"file="S2007101913017C00012.gif"wi="38"he="6"top="5"left="5"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/-->2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸變雙曲線高抗TA暫態(tài)飽和差動保護方法，其特征在于，上述差動電流^和制動電流/,二維坐標上構(gòu)成了雙曲線。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸變雙曲線高抗TA暫態(tài)飽和差動保護方法，其特征在于，上述iC(/J為變制動系數(shù)，其最小值為&。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸變雙曲線高抗TA暫態(tài)飽和差動保護方法，其特征在于，上述雙曲線漸變制動特性的漸近線斜率&整定為傳統(tǒng)比率制動特性的斜率&。當為兩側(cè)變壓器差動時:全文摘要本發(fā)明涉及一種漸變雙曲線高抗TA暫態(tài)飽和差動保護方法，其特征在于制動曲線為雙曲線制動曲線特征，采用漸變的技術(shù)，并用新的算法求取制動電流，在區(qū)外故障切除時制動量突然下降，或者在故障時差動TA飽和的情況下，防止差動保護誤動作；其動作方程為上式，式中I_d為差動電流；I_z為制動電流；K(I_z)為漸變的斜率；K_c為雙曲線漸變制動特性的漸近線斜率；I_q為啟動電流。本發(fā)明引入雙曲線制動曲線特征，采用漸變的技術(shù)，對于區(qū)外故障切除、制動量突然下降、故障過程中非周期分量引起的TA暫態(tài)飽和可能造成的差動誤動作具有非常顯著的效果，解決了目前差動保護中TA暫態(tài)飽和潛在誤動的技術(shù)難點。文檔編號H02H7/045GK101183783SQ20071019130公開日2008年5月21日申請日期2007年12月14日優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日發(fā)明者陸于平申請人:國電南京自動化股份有限公司