通过电流差动保护识别故障的方法及其设备技术

提供了一种通过电流差动保护识别故障的方法及其设备。该方法包括：测量两端线路系统的两端的全量电流，并计算相应的故障分量电流向量；通过计算故障分量电流向量之和的绝对值与Iset1之间的第一差值得到动作量；通过将第二差值乘以控制因子得到制动量，其中，第二差值是在故障分量电流的绝对值的最大值与Iset2之间或在故障分量电流的差的绝对值与Iset2之间计算的；以及通过将动作量与制动量进行比较将故障识别为外部故障或者内部故障。本发明专利技术的解决方案实现了比现有产品更好的可靠性、灵敏度和更快的速度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电流差动保护
，更具体地，涉及一种通过电流差动保护识别故障的方法及其设备。
技术介绍
目前，电流差动保护因其良好的性能被电力系统广泛用作主要保护方式。传统电流差动保护的故障识别判据显示如下：|I·M+I·N|>k·|I·M-I·N||I·M+I·N|>Idmin---(1)]]>这种判据基于全量电流(ful l component current)，全量电流为原始测量的电流，基于叠加原理该全量电流包括负荷电流和故障分量电流；然而，该解决方案具有以下问题：1)对于重负荷状态或高电阻故障，灵敏度较低并且动作速度较慢；2)对于伴随有CT饱和的外部故障，可能误动作；3)难于平衡灵敏度、速度和可靠性。如果为了较好的灵敏度和速度而采用低门槛值，可靠性将会更差。如果为了较好的可靠性而采用高门槛值，灵敏度和速度将会更差。为了解决这些问题，研究人员和制造商提出了基于故障分量的差动保护。典型的基于故障分量的差动保护的算法显示如下：|ΔI·M+ΔI·N|>k×|ΔI·M-ΔI·N||ΔI·M+ΔI·N|>Idmin---(2)]]>由此可知，因为计算时去除了负荷电流，因而这种解决方案在高负荷和高电阻故障的情况下通常比传统电流差动保护具有更好的灵敏度和速度。但是，现有的故障分量差动保护仅仅在一定程度上提高了灵敏度和速度，并不能解决CT饱和带来的可靠性问题；而且，没有有效的解决灵敏度与可靠性之间的良好平衡问题。类似于传统的基于全量的差动保护；传统的基于故障分量的电流差动保护可能在伴随有CT饱和的外部故障情况下误动作。另外，这两种差动保护都难于实现灵敏度、速度和可靠性之间的良好平衡。如果为了识别内部故障而提高灵敏度和速度，则将降低识别外部故障的可靠性。另一方面，如果提高识别外部故障的可靠性，则将降低识别内部故障的灵敏度和速度。由于上述问题，本专利技术旨在提出一种用于通过电流差动保护来识别故障的方法及其设备。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是针对内部故障提高电流差动保护的灵敏度和速度，针对外部故障提高可靠性。因而，本专利技术提供一种通过电流差动保护识别故障的方法及其设备。根据本专利技术的一个方面，提供了一种通过电流差动保护识别故障的方法。该方法包括：测量两端线路系统的两端的全量电流，并计算相应的故障分量电流向量；通过计算故障分量电流向量之和的绝对值与第一预设值Iset1之间的第一差值得到动作量；通过将第二差值乘以控制因子得到制动量，其中，第二差值是在故障分量电流的绝对值的最大值与第二预设值Iset2之间或在故障分量电流的差的绝对值与第二预设值Iset2之间计算的；以及通过将动作量与制动量进行比较将故障识别为外部故障或者内部故障。根据本专利技术的另一优选实施例，控制因子与故障分量电流的相位角有关。根据本专利技术的另一优选实施例，控制因子对于外部故障将为相对大的正值，而对于内部故障将为相对小的正值或负值。根据本专利技术的另一优选实施例，如果动作量小于制动量，则故障被识别为外部故障或在系统中没有发生故障；否则，将识别为内部故障。根据本专利技术的另一优选实施例，通过将多端系统转换成有效两端系统，上述方法能够应用于多端系统。根据本专利技术的另一优选实施例，上述方法进一步包括：测量多端线路系统的所有端的全量电流，并计算相应的故障分量电流向量；从计算出的故障分量电流中选择最大值；计算除了最大值之外的所有其他计算出的故障分量电流的总和；以及将最大值和总和视为虚拟两端系统的两个端的电流。根据本专利技术的另一优选实施例，上述方法直接使用与故障分量电流向量对应的全量电流向量来识别故障。根据本专利技术的另一方面，提供了一种通过电流差动保护识别故障的设备。该设备包括：测量模块、计算模块以及识别模块。测量模块被配置成测量两端线路系统的两端的全量电流。计算模块被配置成计算相应的故障分量电流向量；通过计算故障分量电流向量之和的绝对值与第一预设值Iset1之间的第一差值得到动作量；通过将第二差值乘以控制因子得到制动量，其中，第二差值是在故障分量电流的绝对值的最大值与第二预设值Iset2之间或在故障分量电流的差的绝对值与第二预设值Iset2之间计算的。识别模块被配置成通过将动作量与制动量进行比较将故障识别为外部故障或者内部故障。根据本专利技术的另一优选实施例，控制因子与故障分量电流的相位角有关。根据本专利技术的另一优选实施例，控制因子对于外部故障将为相对大的正值，而对于内部故障将为相对小的正值或负值。根据本专利技术的另一优选实施例，如果动作量小于制动量，则识别模块将故障识别为外部故障或在系统中没有故障；否则，识别模块将故障识别为内部故障。根据本专利技术的另一优选实施例，通过将多端系统转换成虚拟两端系统，上述设备能够应用于多端系统。根据本专利技术的另一优选实施例，测量模块进一步被配置成测量多端线路系统的所有端的全量电流并计算相应的故障分量电流向量；计算模块进一步被配置成从计算出的故障分量电流中选择最大值，并计算除了最大值之外的所有其他计算出的故障分量电流的总和；转换模块被配置成将最大值和总和视为虚拟两端系统的两个端的电流。根据本专利技术的另一优选实施例，上述设备直接使用与故障分量电流向量对应的全量电流向量来识别故障。本专利技术的实施例提供了一种通过电流差动保护识别故障的方法及其设备，其可靠性、灵敏度和动作速度比现有的电流差动保护更好。附图说明在以下描述中将参照附图所示的优选示例性实施例更详细地说明本专利技术的主题，其中：图1示出了具有内部故障(图1a)和相应的故障分量网络(图1b)的典型的两端电力系统。图2示出了根据本专利技术的通过电流差动保护识别故障的方法的流程图。图3a和3b分别示出了针对外部故障和内部故障的差动继电器的动作特性。图4a和4b分别示出了在外部故障和内部故障的情况下故障分量电流的向量图。图5示出了根据本专利技术的对于将多端系统转换成虚拟两端系统的向量图。图6示出了根据本专利技术实施例的通过电流差动保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过电流差动保护识别故障的方法，其中,所述方法包括：测量两端线路系统的两端的全量电流，并计算相应的故障分量电流向量；通过计算所述故障分量电流向量之和的绝对值与第一预设值Iset1之间的第一差值得到动作量；通过将第二差值乘以控制因子得到制动量，其中，所述第二差值是在所述故障分量电流的绝对值的最大值与第二预设值Iset2之间或在所述故障分量电流的差的绝对值与第二预设值Iset2之间计算的；以及通过将所述动作量与所述制动量进行比较将故障识别为外部故障或者内部故障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过电流差动保护识别故障的方法，其中,所述方法包括：
测量两端线路系统的两端的全量电流，并计算相应的故障分量电流
向量；
通过计算所述故障分量电流向量之和的绝对值与第一预设值Iset1之
间的第一差值得到动作量；
通过将第二差值乘以控制因子得到制动量，其中，所述第二差值是
在所述故障分量电流的绝对值的最大值与第二预设值Iset2之间或在所述
故障分量电流的差的绝对值与第二预设值Iset2之间计算的；以及
通过将所述动作量与所述制动量进行比较将故障识别为外部故障或
者内部故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制因子与故障分量电
流的相位角有关。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制因子对于外部故障
将为相对大的正值，而对于内部故障将为相对小的正值或负值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，如果动作量小于制动量，则
故障被识别为外部故障或在系统中没有发生故障；否则，将识别为内部
故障。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将多端系统转换成虚拟
两端系统，所述方法能够应用于所述多端系统。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述方法进一步包括：
测量多端线路系统的所有端的全量电流，并计算相应的故障分量电
流向量；
从计算出的故障分量电流中选择最大值；
计算除了所述最大值之外的所有其他计算出的故障分量电流的总
和；以及
将所述最大值和所述总和视为所述虚拟两端系统的两个端的电流。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其中，所述方法直接使用与所
述故障分量电流向量对应的全量电流向量来识别故障。
8.一种通过电流差动保护识别故障的设备，其中，所述设备包

\t括...

【专利技术属性】
技术研发人员：李幼仪，刘凯，苏斌，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH