一种差动保护闭锁方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种差动保护闭锁方法及装置，方法包括：通过换流变压器网侧和阀侧电流计算差动电流，当存在差动电流落入保护的动作区域时，判断落入保护动作区域的差动电流二次谐波含量是否小于预设值，如果是，则启动差动保护，否则，提取落入保护动作区域的差动电流的直流量和基波，并判断直流量和基波是否满足|Iddc(k)|＞k|Id1(k)|，若满足，则启动差动保护，否则，封锁差动保护。本申请提供的方法及装置提高了特高压换流变差动保护动作的可靠性。

Method and device for locking differential protection

This application provides a differential protection blocking method and device, method includes calculating the differential current through the converter transformer valve side and grid side current, when there is a differential current protection in the action area, judge fall two times harmonic in differential current action area is less than the preset value, if it is, then start differential otherwise, fall protection, extraction of differential current action area protection DC quantity and fundamental, and determine the straight flow and the fundamental is to meet the |Iddc (k) | > k|Id1 (k) |, if satisfied, then start differential protection, otherwise, the blockade of differential protection. The method and the device provided by the invention can improve the reliability of the differential protection action of the ultrahigh voltage commutation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统继电保护
，特别涉及一种差动保护闭锁方法及装置。
技术介绍
特高压直流输电(UHVDC)系统电压等级高，送电容量大，送电距离远，线路故障恢复能力强，调节速度快，更有利于交流系统的稳定。这些优点使其逐渐成为电力界的研究热点，并且其已成为远距离输电的必然趋势。作为特高压直流输电系统中最主要的设备之一，换流变压器是接在交流系统与换流桥之间的电力变压器，可以提供相位差为30度的12脉动交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗，是换流器正常换相的重要保障；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，使系统运行在最佳状态。由于换流变压器所处的工作环境存在交、直流电场、磁场的共同作用，因此相对于普通电力变压器，换流变压器的结构特殊、复杂，关键技术高难，对制造环境和加工质量要求严格。作为换流变压器的主保护，差动保护能否可靠动作对保障换流变压器的安全运行至关重要。换流变配置的主保护有差动保护和瓦斯保护，长期以来，变压器差动保护的主要矛盾集中在励磁涌流和内部故障上，励磁涌流现象往往会导致差动保护误动，为防止差动保护误动，目前变压器多采用基于二次谐波制动的差动保护，以此可以有效区分励磁涌流和故障电流。与换流变压器阀侧直接相连的换流器是非线性元件，对交流侧来说是主要的谐波电流源，其产生的大量谐波影响换流变压器的差动保护动作性能，尤其是对基于二次谐波制动的差动保护可能造成严重影响。目前，特高压换流变压器虽已配置较为完善的差动保护，但理论分析及仿真实验表明，换流变压器差动保护在发生区内故障时保护有拒动的可能性，现阶段特高压换流变压器差动保护仍存在一定的局限性。因此，亟需一种能够确保特高压变压器差动保护动作的可靠性的差动保护闭锁方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种差动保护闭锁方法及装置，用以确保特高压变压器差动保护动作的可靠性，其技术方案如下：一种差动保护闭锁方法，所述方法包括：采集换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值；利用采集到的所述换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值计算各相的差动电流和制动电流；根据各相差动电流和制动电流的关系，判断是否存在差动电流落入保护的动作区域；当存在差动电流落入所述保护的动作区域时，计算所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量；判断所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量是否小于预设值；如果是，则启动差动保护；如果否，则提取所述落入保护的动作区域的差动电流的直流量和基波，并判断所述直流量和基波是否满足预设条件，所述预设条件为|Idi_dc(k)|＞α|Idi_1(k)|，其中，Idi_1(k)、Idi_dc(k)分别为第k个采样点i相差动电流的基波有效值和直流量大小，α为可靠系数；如果是，则启动差动保护；如果否，则差动保护封锁。其中，所述采集换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值，包括：利用微机保护装置按一周波24点采样，采集所述换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值。其中，所述利用采集到的所述换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值计算各相的差动电流和制动电流，包括：利用Idi(k)=|I·Y1i(k)+I·Y2i′(k)|]]>Iri(k)=12|I·Y1i(k)-I·Y2i′(k)|]]>分别计算各相的差动电流和制动电流，其中：I′Y2i(k)＝IY2i(k)·KbalKbal=1N·nCT2nCT1;]]>其中，Idi(k)为第k个采样点i相差动电流，Iri(k)为第k个采样点i相制动电流，Kbal为平衡系数，IY1i(k)为换流变压器网侧电流，IY2i(k)为阀侧电流，N为高低压侧变比，nCT1、nCT2为换流变压器网侧和阀侧电流互感器变比。其中，所述计算所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量，包括：通过Pi_2(k)=Idi_2(k)Idi_1(k)]]>计算所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量；其中，Idi_1(k)、Idi_2(k)分别为第k个采样点i相差动电流的基波有效值和二次谐波有效值。一种差动保护闭锁装置，所述差动保护闭锁装置包括：采集模块、第一计算模块、第一判断模块、第二计算模块、第二判断模块、第一启动模块、提取模块、第三判断模块、第二启动模块和封锁模块；所述采集模块，用于采集换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值；所述第一计算模块，用于利用采集到的所述换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值计算各相的差动电流和制动电流；所述第一判断模块，用于根据各相差动电流和制动电流的关系，判断是否存在差动电流落入保护的动作区域；所述第二计算模块，用于当存在差动电流落入所述保护的动作区域时，计算所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量；所述第二判断模块，用于判断所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量是否小于预设值；所述第一启动模块，用于当所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量小于所述预设值时，启动差动保护；所述提取模块，用于当所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量大于或等于所述预设值时，提取所述落入保护的动作区域的差动电流的直流量和基波；所述第三判断模块，用于判断所述直流量和基波是否满足预设条件，所述预设条件为：|Idi_dc(k)|＞α|Idi_1(k)|其中，Idi_1(k)、Idi_dc(k)分别为第k个采样点i相差动电流的基波有效值和直流量大小，α为可靠系数；所述第二启动模块，用于当所述直流量和基波满足所述预设条件时，启动差动保护；所述封锁模块，用于当所述直流量和基波不满足所述预设条件时，封锁差动保护。其中，所述采集模块，具体用于利用微机保护装置按一周波24点采样，采集所述换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值。其中，所述第一计算模块，具体用于利用Idi(k)=|I·Y1i(k)+I·Y2i′(k)|]]>Iri(k)=12|I·Y1i(k)-I·Y2i′(k)|]]>分别计算各相的差动电流和制动电流，其中：I′Y2i(k)＝IY2i(k)·KbalKbal=1N·nCT2nCT1;]]>其中，Idi(k)为第k个采样点i相差动电流，Iri(k)为第k个采样点i相制动电流，Kbal为平衡系数，IY1i(k)为换流变压器网侧电流，IY2i(k)为阀侧电流，N为高低压侧变比，nCT1、nCT2为换流变压器网侧和阀侧电流互感器变比。其中，所述第二计算模块，具体用于通过Pi_2(k)=Idi_2(k)Idi_1(k)]]>计算所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量；其中，Idi_1(k)、Idi_2(k)分别为第k个采样点i相差动电流的基波有效值和二次谐波有效值。上述技术方案具有如下有益效果：针对换流器的非线性特性容易对特高压换流变压器差动保护正常动作造成影响，本专利技术提供的差动保护闭锁方法及装置，保证了正常运行工况下特高压换流变压器发生故障差动保护准确可靠动作，特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种差动保护闭锁方法，其特征在于，所述方法包括：采集换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值；利用采集到的所述换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值计算各相的差动电流和制动电流；根据各相差动电流和制动电流的关系，判断是否存在差动电流落入保护的动作区域；当存在差动电流落入所述保护的动作区域时，计算所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量；判断所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量是否小于预设值；如果是，则启动差动保护；如果否，则提取所述落入保护的动作区域的差动电流的直流量和基波，并判断所述直流量和基波是否满足预设条件，所述预设条件为|Idi_dc(k)|＞α|Idi_1(k)|，其中，Idi_1(k)、Idi_dc(k)分别为第k个采样点i相差动电流的基波有效值和直流量大小，α为可靠系数；如果是，则启动差动保护；如果否，则差动保护封锁。

【技术特征摘要】
1.一种差动保护闭锁方法，其特征在于，所述方法包括：采集换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值；利用采集到的所述换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值计算各相的差动电流和制动电流；根据各相差动电流和制动电流的关系，判断是否存在差动电流落入保护的动作区域；当存在差动电流落入所述保护的动作区域时，计算所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量；判断所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量是否小于预设值；如果是，则启动差动保护；如果否，则提取所述落入保护的动作区域的差动电流的直流量和基波，并判断所述直流量和基波是否满足预设条件，所述预设条件为|Idi_dc(k)|＞α|Idi_1(k)|，其中，Idi_1(k)、Idi_dc(k)分别为第k个采样点i相差动电流的基波有效值和直流量大小，α为可靠系数；如果是，则启动差动保护；如果否，则差动保护封锁。2.根据权利要求1所述的差动保护闭锁方法，其特征在于，所述采集换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值，包括：利用微机保护装置按一周波24点采样，采集所述换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用采集到的所述换流变压器网侧和阀侧电流互感器二次侧电流值计算各相的差动电流和制动电流，包括：利用Idi(k)=|I·Y1i(k)+I·Y2i′(k)|]]>Iri(k)=12|I·Y1i(k)-I·Y2i′(k)|]]>分别计算各相的差动电流和制动电流，其中：I′Y2i(k)＝IY2i(k)·KbalKbal=1N·nCT2nCT1;]]>其中，Idi(k)为第k个采样点i相差动电流，Iri(k)为第k个采样点i相制动电流，Kbal为平衡系数，IY1i(k)为换流变压器网侧电流，IY2i(k)为阀侧电流，N为高低压侧变比，nCT1、nCT2为换流变压器网侧和阀侧电流互感器变比。4.根据权利要求1所述的差动保护闭锁方法，其特征在于，所述计算所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量，包括：通过Pi_2(k)=Idi_2(k)Idi_1(k)]]>计算所述落入保护的动作区域的差动电流的二次谐波含量；其中，Idi_1(k)、Idi_2(k)分别为第k个采样点i相差动电流的基波有效值和二次谐波有效值。5.一种差动保护闭锁装置，其特征在于，所述差动保护闭锁装置包括：采集模块、第一计算模块、第一判断模块、第二计算模块、第二判断模块、第一启动模块、提取模块、第三判断模块、第二启动模块和封锁模块；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良，陈水耀，陈川，方愉冬，何敏，潘武略，刘京辉，李海宇，胡鑫，郑涛，肖远清，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网浙江省电力公司，国网浙江省电力公司检修分公司，北京四方继保自动化股份有限公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11