一種振蕩中不對(duì)稱故障差動(dòng)保護(hù)加速方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輸變電領(lǐng)域的保護(hù)方法，具體涉及一種振蕩中不對(duì)稱故障差動(dòng)保護(hù)加 速方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 差動(dòng)保護(hù)是一種重要的短路保護(hù)，其結(jié)構(gòu)、工作原理簡(jiǎn)單，受負(fù)荷電流影響較小， 因此在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。目前差動(dòng)保護(hù)普遍采用差流與制動(dòng)電流比較的比率制 動(dòng)曲線用于判別區(qū)內(nèi)外故障，當(dāng)系統(tǒng)振蕩時(shí)制動(dòng)電流隨振蕩周期性交變，且交變幅值很大。 期間發(fā)生不對(duì)稱故障，差動(dòng)保護(hù)易被比率制動(dòng)曲線閉鎖不能快速動(dòng)作。嚴(yán)重情況下使系統(tǒng) 振蕩惡化，甚至造成系統(tǒng)解列等情況，給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來很大危害。如何在可靠的前提 下，加速差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間一直是研究的關(guān)注點(diǎn)。利用故障點(diǎn)周邊負(fù)序電流方向自身簡(jiǎn) 單的特點(diǎn)，結(jié)合差動(dòng)保護(hù)各相關(guān)支路負(fù)序電流信息，全面計(jì)算分析接地點(diǎn)位置的變化與負(fù) 序電流序網(wǎng)分布變化的關(guān)系，取得一種能夠加速差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的方法，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn) 定運(yùn)行帶來有利的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種振蕩中不對(duì)稱故障差動(dòng)保護(hù)加速 方法，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)通過計(jì)算各支路負(fù)序電流的大小，排序?qū)支路等效成虛擬兩分支。然 后計(jì)算虛擬兩分支負(fù)序電流的方向、幅值判斷故障點(diǎn)位置。根據(jù)分析結(jié)果加速差動(dòng)保護(hù)元 件，迅速切除故障，給輸變電系統(tǒng)帶來有利的影響。
[0004] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明提供一種振蕩中不對(duì)稱故障差動(dòng)保護(hù)加速方法，其改進(jìn)之處在于，所述方 法包括下述步驟：
[0006] (1)差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)時(shí)，投入判別元件，確定差動(dòng)保護(hù)支路的負(fù)序電流；
[0007] (2)將負(fù)序電流幅值最大的支路等效為虛擬分支K ;
[0008] (3)將除負(fù)序電流幅值最大支路的其它支路的負(fù)序電流求和，該和負(fù)序電流支路 等效為虛擬分支T;
[0009] (4)投入虛擬兩分支K和T負(fù)序電流方向元件判斷故障點(diǎn)位置，并根據(jù)故障點(diǎn)位置 來判斷是否閉鎖差動(dòng)保護(hù)。
[0010] 進(jìn)一步地，所述步驟（1)中，確定差動(dòng)保護(hù)n條支路的負(fù)序電流Ii，i = 1，2, . . . n。
[0011] 進(jìn)一步地，所述步驟（2)中，比較n條支路負(fù)序電流的幅值，選取負(fù)序電流幅值最 大Imx = maxUp 12,. . . In}，當(dāng)Imx > Iyw時(shí)，將負(fù)序電流幅值最大支路為等效虛擬分支K，所 述Iyw為電流閾值；將所述虛擬分支K的負(fù)序電流記為1"。
[0012] 進(jìn)一步地，所述步驟（3)中，計(jì)算除負(fù)序電流幅值最大支路的其它支路負(fù)序和電 流，其它支路負(fù)序和電流支路等效為虛擬分支T，將所述虛擬分支T的負(fù)序電流記為Irt， 當(dāng)I<rt > Ip時(shí)，計(jì)算負(fù)序電流方向元件 _)，其中：.和.分別是帶

/m/ot: 有方向的虛擬分支K的負(fù)序電流矢量和虛擬分支T的負(fù)序電流矢量。
[0013] 進(jìn)一步地，所述步驟（4)中，包括下述情況：
[0014]①當(dāng)虛擬兩分支K和T的負(fù)序電流為反方向，且| Imx|~11?！?，滿足
_ A，則判斷故障點(diǎn)為差動(dòng)保護(hù)區(qū)外，即發(fā)生區(qū)外不對(duì)稱故障， 此時(shí)閉鎖差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作；所述0 i為方向元件反向閾值；
[0015] ②虛擬兩分支K和T的負(fù)序電流夾角同系統(tǒng)負(fù)序阻抗角有關(guān)，當(dāng)各支路負(fù)序阻抗 角相等時(shí)，虛擬兩分支K和T的負(fù)序電流同方向，且滿力
2，則判斷故 障點(diǎn)為差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)，即發(fā)生區(qū)內(nèi)不對(duì)稱故障，此時(shí)加速差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作；所述92為方向元 件正向閾值。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是：
[0017] 1、本發(fā)明提供的振蕩中不對(duì)稱故障差動(dòng)保護(hù)加速方法，可以快速對(duì)差動(dòng)各支路負(fù) 序電流進(jìn)行采集計(jì)算，可以有效識(shí)別故障點(diǎn)是否位于差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)，必要時(shí)加速差動(dòng)保護(hù) 動(dòng)作，給輸變電系統(tǒng)帶來有利的影響。
[0018] 2、本發(fā)明采用比較各支路負(fù)序電流的幅值，選取Imx = maxUi, 12, ? ? ? IJ，且1" > Iyw，記該支路為等效分支K。計(jì)算相鄰支路負(fù)序和電0
并當(dāng)> Iyw時(shí)計(jì)算 負(fù)序電流方南
g此方向判別故障點(diǎn)位置，簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、快速。
[0019] 3、本發(fā)明計(jì)算負(fù)序電流方向元件不受系統(tǒng)振蕩的影響，同常規(guī)比率制動(dòng)曲線相 t匕，可大幅提高振蕩中差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作速度。
[0020] 4、本發(fā)明計(jì)算模型
g計(jì)簡(jiǎn)單，故障識(shí)別實(shí)現(xiàn)快捷，可廣泛應(yīng)用于 變壓器差動(dòng)保護(hù)、母線差動(dòng)保護(hù)等各類差動(dòng)保護(hù)中。
[0021] 5、本發(fā)明判別準(zhǔn)確，易于實(shí)現(xiàn)，具備良好的使用前景。
[0022] 6、振蕩中區(qū)內(nèi)故障，常規(guī)比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間明顯帶有延遲，動(dòng)作延遲與 振蕩周期有關(guān)，極端情況下在電流波峰故障，動(dòng)作延遲甚至達(dá)到近半個(gè)振蕩周期時(shí)長(zhǎng)。常規(guī) 比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)與負(fù)序電流方向元件動(dòng)作特性比對(duì)，采樣頻率為4000 (點(diǎn)/秒)，常規(guī)比 率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)在區(qū)內(nèi)接地故障后150ms動(dòng)作(對(duì)應(yīng)采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)600點(diǎn))，而負(fù)序電流方向 元件在故障發(fā)生l〇ms內(nèi)即開放。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明提供的振蕩中不對(duì)稱故障差動(dòng)保護(hù)加速方法的流程圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明提供的振蕩中區(qū)內(nèi)接地故障常規(guī)比率制動(dòng)與負(fù)序電流方向元件動(dòng) 作特性比對(duì)圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明提供的振蕩中區(qū)內(nèi)三相故障常規(guī)比率制動(dòng)與負(fù)序電流方向元件動(dòng) 作特性比對(duì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0027] 當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，負(fù)序序網(wǎng)圖示隨著接地點(diǎn)位置的變化而變化的。根據(jù) 負(fù)序電網(wǎng)，故障發(fā)生時(shí)負(fù)序電流方向?yàn)閺墓收宵c(diǎn)流向系統(tǒng)。當(dāng)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，各支路負(fù)序電流 以區(qū)內(nèi)故障點(diǎn)為中心向外流出，各支路負(fù)序電流方向接近，具體角差同支路系統(tǒng)負(fù)序阻抗 角有關(guān)。當(dāng)區(qū)外故障時(shí)，負(fù)序電流以區(qū)外故障點(diǎn)為中心向外流出，虛擬兩支路負(fù)序電流方向 相反。根據(jù)負(fù)序電流方向可判斷故障點(diǎn)位置，確認(rèn)故障點(diǎn)位置在差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)時(shí)，加速差動(dòng) 保護(hù)動(dòng)作，切除故障，維護(hù)